CC BY
4
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 613.3|:614.445|-074
В. А. Прокопов, И. В. Миронец, Р. К. Гакал, Э. Д. Мактаз, А. М. Дуган, И. А. Тетенева, С. Б. Тарабарова, Н. В. Мартыщенко, Ж. Н. Надворная
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА В СОСТАВЕ СОРБИРУЮЩЕГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ДООЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В БЫТУ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева Республиканского научного гигиенического центра Минздрава Украины, Киев
В настоящее время вследствие значительного загрязнения водоисточников органическими веществами, солями тяжелых металлов, пестицидами, минеральными удобрениями, радионуклидами и др. питьевая вода при применении традиционных технологий водоподготовки часто не удовлетворяет гигиеническим требованиям и нуждается в дополнительной обработке.
В последние годы во всем мире возрос интерес к локальной доочистке питьевой воды с использованием различных коллективных и бытовых водоочистителей. Наиболее часто в этих устройствах для удаления загрязнений из воды применяются сорбционные материалы.
В качестве адсорбентов широко используются активированные угли, реже другие материалы [1, 3, 5, 6, 10, 11], которые эффективны в отношении органических загрязнений, в том числе трига-лометанов.
В немногочисленной зарубежной литературе имеются сообщения об использовании в водоочистителях в качестве адсорбентов волокнистых материалов, в частности активированных углеродных волокон |7, 13).
К числу новых материалов, представленных нам на испытание, относится активированный углеродный волокнистый материал (АУВМ «Днепр-Ф»). Последний планируется применять в составе сорбирующего элемента для очистки воды в быту.
Указанный материал изготовляется в виде саржевого переплетения или трикотажа. Состав материала: углерод — 90—98 %, остальная часть — диоксид кремния в форме а-кристаболита (находится в материале в виде пористой пленки). Эффективность очистки достигается за счет особой пористой структуры и большой удельной поверхности материала — в пределах 1200—2500 м^/г. Высокая кинетика сорбции достигается за счет малого диаметра (4 -8 мкм) элементарного волокна угля. Сорбирующий фильтрующий элемент состоит из наружного и внутреннего каркасов, изготовленных из полипропилена марки 210060-16, допущенного к применению в питьевом водоснабжении, в который помещен сорбирующий фильтрующий элемент. Корпус (стакан) изготовлен из нержавеющей стали, также допущенной для использования в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Производительность фильтра — не менее 10 л/ч, продолжительность фильтрации — не менее 50 ч.
Целью настоящей работы было определить возможность использования фильтра с сорбирующим элементом, содержащим АУВМ «Днепр-Ф», для доочистки питьевой воды в быту.
Объектов исследования служила вода, про-
фильтрованная через сорбирующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», контролем — водопроводная вода.
Был проведен полный комплекс гигиенических исследований, включающий физико-химические, бактериологические, токсикологические исследования, а также изучение мутагенности профильтрованной через фильтр воды. Из физико-химиче-ских показателей определяли: запах, привкус, цветность, мутность, реакцию среды, перманганат-ную окисляемость, азот аммиачный, нитритный, нитратный, солевой состав, щелочность, общую жесткость, содержание кальция, магния, железа и активного хлора. Определение этих показателей проводили по методикам ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая» [4].
Наряду с этими показателями воду исследовали также на присутствие некоторых тяжелых металлов — цинка, меди, свинца и кадмия методом инверсионной вольтамперометрии. Поскольку при хлорировании воды образуется ряд органических соединений, в том числе хлороформ и четыреххлористый углерод, последние определяли методом газожидкостной хроматографии.
Микробиологический анализ воды проводили по методу подсчета общей микробной обсемененности (ОМО) и титрационному методу определения бактерий группы кишечной палочки (индекс БГКП).
На физико-химические и бактериологические исследования отбирали усредненные пробы фильтратов: 1, 5, 10, 20, 50, "75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 900, 1400, 1500, 1700 л.
В 6-месячном хроническом санитарно-токсико-логическом эксперименте было изучено влияние воды, профильтрованной через сорбирующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», на организм теплокровных животных, получающих указанную воду для питья. Контролем служила водопроводная вода. В опыте использовали 30 белых беспородных крыс-самцов, которые были разделены на 2 группы — опытную и контрольную (по 15 животных в каждой группе). Состояние организма белых крыс оценивали по следующим показателям: содержание гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в крови, а также формула крови, активность холинэстеразы в крови, АЛТ и ACT в сыворотке крови [8, 9], содержание мочевины, калия и натрия в сыворотке крови. Содержание мочевины определяли биотестом фирмы «La-Chema». Содержание калия и натрия на пламенном фотометре. По окончании опыта животные были забиты, а их органы подвергнуты патоморфологическим исследованиям. Фиксацию органов и приготовление препаратов для гистологических исследований проводили по общепринятой методике [2].
Была также исследована мутагенная активность
водопроводной воды, профильтрованной через сорбирующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», в тесте Эймса с метаболической активацией [12].
Установлено существенное улучшение качества профильтрованной через сорбирующий элемент воды по органолептическим и ряду общесанитарных и специфических химических показателей. В процессе доочистки в профильтрованной воде практически полностью устраняются запах, привкус, мутность и остаточный хлор, интенсивно снижается общее содержание органических веществ (эффект очистки по окисляемости и органическому углероду составляет 60—90 и 90—100 % соответственно), в том числе и таких специфических соединений, как тригалометаны (изъятие хлороформа и четыреххлористого углерода из воды происходит почти на 100 %). В процессе фильтрации из воды эффективно удаляются также аммиак (на 40—100 %), нитраты (на 20—60 %), общее железо (на 30—100 %).
Степень удаления из воды химических веществ при прочих равных условиях (постоянной скорости фильтрации, относительно стабильном составе воды) в определенной мере зависит от их природы (минеральные либо органические вещества) и, достигая своего максимума уже к 10 л фильтрации, была выше для органических веществ, чем для минеральных.
Микробиологические показатели качества профильтрованной воды (ОМО, индекс БГКП) не претерпевали заметных изменений и были в пределах нормативных величин в соответствии с требованиями ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая».
Получение подопытными животными воды, профильтрованной через сорбирующий фильтрующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», не привело к нарушению общего состояния, поведения, водопотреб-ления, прироста массы тела. Не выявлено статистически достоверных изменений в содержании гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в крови. Колебания этих показателей не выходили за пределы физиологических норм для данного вида животных. Не было отмечено существенных сдвигов и в формуле крови.
На протяжении токсикологического эксперимента не отмечалось достоверных изменений в активности ферментов: холинэстеразы, АЛТ и АСТ в сыворотке крови. Это может указывать на отсутствие значимых сдвигов в функциях печени, почек, сердца и нервной системы.
Не было отмечено также изменений в содержании мочевины, натрия и калия в сыворотке крови.
Таким образом, вода, профильтрованная через сорбирующий фильтрующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», не оказала отрицательного влияния на организм теплокровных животных (белых крыс) ни по одному из показателей функционального состояния организма, которые были использованы при выполнении работы.
При микроскопическом исследовании паренхиматозных органов и желудочно-кишечного трак--а крыс обнаружены абсолютно сходные изменена в контрольной и экспериментальной груп-
пах, которые нельзя отнести к патологическим. Выявленное полнокровие сосудов и незначительный отек межуточной ткани, вероятно, связаны с условиями умерщвления животных. Следовательно, и органоструктурных значимых отклонений у подопытных животных также не выявлено.
По данным изучения мутагенности фильтрата установлено, что его концентрат не индуцирует мутаций у используемых нами штаммов сальмонелл тифимуриум.
Введение в исследования системы метаболической активации не повлияло на выход реверант-ных колоний, исследуемый фильтрат не содержал ни прямых, ни косвенных мутагенов. Число колоний в опытных вариантах не выходило за пределы колебания спонтанного фона мутирования для данных популяций микроорганизмов, т. е. вода, профильтрованная через сорбирующий фильтрующий элемент с АУВМ «Днепр-Ф», не обладает мутагенной активностью в тесте Эймса с метаболической активацией.
Таким образом, результаты проведенных исследований, свидетельствующие о существенном улучшении качества водопроводной питьевой воды после доочистки на фильтре с АУВМ «Днепр-Ф», а также о ее безвредности в химическом и безопасности в эпидемическом отношениях, позволяют дать положительную гигиеническую оценку данному фильтру и рекомендовать его для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Л итература
1. Аюкаев Р. И., Мельцер В. В. Производство н применение фильтрующих материалов для очистки воды.— Л., 1985.
2. Бонашевская Г. И., Беляева Н. Н., Кушпан И. Б. и др. Морфофункциональные исследования в гигиене.— М., 1984.
3. Веселое Ю. С. Индивидуальный водоочиститель: А. с. 14777685 СССР // Открытия,— 1989.—№ 17.
4. ГОСТ 2874—82. Вода питьевая. Методы анализа. Взамен ГОСТ 2874—73; Введ. 01.01.85 до 01.01.90,—М., 1984.
5. Макаров С. В., Белов Д. В. // Очистка природных и сточных вод.— М., 1990.—С. 63—66.
6. Маслюков А. П., Матюшин Г. А.. Нечитайло В. С. и др. // Всесоюзное научн.-техн. совещание «Очистка природных и сточных вод».: Тезисы докладов.— М., 1989,— С. 16—17.
7. Накамура Хидео. Оругано к. к. 57—132585 Япония, МКИ С 02 F 1/28, С 02 F 1/50. Водоочистное устройство.— № 50—18014.
8. Покровский А. А. // Биохимические методы исследования в клинике. М„ 1969,—С. 183—193.
9. Рейтман С., Френкель И. // Клиническая ферментология,— Варшава, 1966,— С. 94—98.
10. Ухина А. В., Семенов С. В., Федоров В. А. // Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами в целлюлозно-бумажной промышленности.— М., 1982,— № 10,— С. 76.
11. Харченко Р. С., Исаенко Н. И. // Совершенствование ассортимента и сохранения качества товаров народного потребления,— Киев, 1983. С. 79—82.
12. Экспериментальная оценка суммарной мутагенной активности загрязнения воздуха и воды: Метод, указания. М„ 1990.
13. Beduman W. Н„ Regunathan P. Pat. 4396512 USA, MKU В. 01. D 3702, HKU 210/668 Bacteriostatic Filter Me dia.- N 187459.
Поступила 12.03.92
