CC BY
10
ситуации. При проведении гигиенических исследований особое внимание должно уделяться специфике природного состава источников водоснабжения. Надежность выводов и рекомендаций по оптимизации санитарных условий водопользования населения следует подкреплять углубленной са-нитарно-микробиологической характеристикой, наиболее полно гарантирующей эпидемиологическую безопасность водоисточников. Одновременно с этим следует учитывать результаты изучения влияния водного фактора на здоровье населения.
ЛИТЕРАТУРА. Акулов К. И., Гурвич Л. С. и др. — «Гиг. и сан.», 1975, № 4, с. 35—39. — Люблина Е. И. — В кн.: Вопросы общей и частной промышленной токсикологии. Л., 1965, с. 26—36. — Шицкова А. П., Гурвич Л. С. и др. — «Гиг. и сан.», 1974, № 10, с. 3—7.
Поступил» 3/1 1977 г.
PECULIAR FEATURES OF PREDICTION OF SANITARY CONDITIONS OF WATER USE BY THE POPULATION IN NEW ECONOMIC AREAS (ON THE EXAMPLE OF THE CENTRAL REGION OF THE BAM)
L. S. Gurvich, Yu. V. Novikov, S. I. Plitman, K. 0. Lastochkina, M. S. Aizen, T. N. Ershova, R. S. Ekkina, V. A. Mirekin
The authors summarized and analysed the data obtained in complex investigations of water sources and the sanitary conditions of water use by the population of new economic areas of the Amur region. They formulated certain methodical means of prediction of the sanitary conditions of water use by the population of new economic areas of the country.
УДК 628.161.84.087
Проф. Е. В. Штанников, канд. мед. наук Я- М. Морозов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОВАННЫХ РАСТВОРОВ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВОДЫ
Саратовский медицинский институт
Перспективность электролитического метода обеззараживания воды обусловлена его надежностью в эксплуатации, простотой и достаточной экономичностью. К настоящему времени закономерности электролитического обеззараживания воды, содержащей бактерии и вирусы, изучены достаточно полно, разработаны конструкции электролизных установок, начаты их промышленное изготовление и применение на водопроводных станциях. Фактические затраты на обеззараживание воды гипохлоритом натрия практически равны затратам при применении жидкого хлора и значительно ниже, чем при использовании хлорной извести (Д. М. Минц и соавт.).
В доступной литературе нам не удалось найти данных по гигиеническому апробированию электролизованных растворов ЫаС1 для очистки воды, зараженной токсином Вас. ЬокШтк, поэтому мы сочли необходимым изучить этот вопрос. Обычно при электролитическом разложении поваренной соли рН растворов находится в пределах 10—11, что способствует взаимодействию хлора со щелочью, образующейся в этих условиях. Электролиз в таких параметрах сопровождается получением форм хлора по своей активности, идентичных продуктам, присутствующим при обработке воды хлорной известью, ДТС-ГК или газообразным хлором.
Анализ электрохимических процессов дает основание утверждать, что снижение химической активности электролизованных растворов №С1 связано главным образом с образованием щелочной среды, преимущественно за счет ЫаОН, приводящей к появлению малоактивных в окислительном отношении натриевых солей хлорноватой и хлорной кислот (И. Е. Флис; И. Е. Флис и М. К. Быняева). Вместе с тем химическая активность про-
дуктов электролиза может быть значительно повышена за счет изменения активной реакции среды и, в частности, путем увеличения концентрации ионов водорода. Так, И. Е. Флис показал, что чем меньше рН раствора, тем больше обнаруживается в электролизате двуокиси хлора, отличающейся большим окислительно-восстановительным потенциалом.
Основными компонентами гипохлоритных растворов в щелочной, нейтральной и слабокислой средах являются гипохлориты и хлорноватистая кислота. Соотношения между этими формами изменяются в соответствии со значениями рН. Например, при рН 6,0 в растворе присутствует преимущественно НСЮ, а при рН 9,0 — малоактивный компонент СЮ-.
При высокой (рН 3,0) кислотности электролизата образуются высокореакционные соединения — хлористая кислота, отличающаяся более выраженной стабильностью и активностью, чем хлорноватистая. Кроме того, при этой величине рН (1,0—3,0) в растворе образуются и другие продукты с высоким окислительно-восстановительным потенциалом (двуокись хлора С12). Даже небольшое уменьшение концентрации водородных ионов (рН 3,0—7,0) уже приводит к образованию менее эффективных веществ (хлорноватистой кислоты NaClO), а при рН 7,0—12,0 отмечается еще большее снижение активности продуктов электролиза в связи с образованием малоактивных хлоратов.
Таким образом, изменяя условия электролиза, можно улучшить соотношение между образующимися химическими веществами за счет получения высокоактивных компонентов, поэтому в своих исследованиях мы применили оригинальный способ изменения активной реакции электролиза с помощью ионообменных мембран.
Для изучения процессов инактивации токсина продуктами электролиза был изготовлен электролизер с двумя электролитическими ячейками. Электродами служили графитовые и стальные пластины общей площадью 50 смг, расстояние между которыми составляло 10,5 см. Конструкция прибора позволяла использовать различные ионитовые мембраны (аниони-товые и катионитовые), что давало возможность существенно изменять электролитические процессы и приводило к образованию в электродных камерах (анодной и катодной) электролизатов, отличающихся значительными рН. Электролиз осуществлялся с применением 0,5 н. раствора NaCl. Образующиеся соединения хлора определяли с помощью йодометри-ческого метода. Кроме того, для дифференцированного определения окислов хлора использовали арсенометрический способ, позволяющий раздельно определять гипохлориты, хлориты и хлораты. В качестве катализатора применяли 0s04 (П. Н. Норкус). Полученные результаты выражали в миллиграмм-эквивалентах на 1 мл.
Образцы воды заражали токсическими концентрациями яда, равными 2,5-10*—2-105 ДЛМ/л, а затем вносили реагент. Токсичность растворов определялась титрованием на мышах до введения реагента и через двукратные промежутки времени с 15 с до 32 мин. Экспериментальная доза реагента (в мг/л), которая приводила к максимальной деструкции токсина (99,97%) в течение 30 мин, была названа нами инактивирующей или эффективной.
Исследования показали, что электролиз растворов NaCl без применения мембран сопровождается повышением щелочности: в начале процесса рН достигает 8,0—10,0. При этих условиях электролиза вряд ли можно было ожидать получения высокоактивных в химическом отношении веществ. Действительно, установлено, что в таких случаях в электролизате преимущественно присутствуют малоактивные хлораты (0,36—0,87 мг-экв/мл), гипохлориты (0,45—0,78 мг-экв/мл) и в очень незначительной степени — высокоактивные хлориты, концентрация которых не превышала 0,04 мг-экв/мл.
В электролизованных растворах, получаемых с анионитовой (МА) и катионитовой (МК) мембранами, отмечалось значительное изменение ак-
1530 60
430 960 1920
Рис. 1. Инактивация токсина в воде различными реагентами.
По оси абсцисс—экспозиция (в с): по оси ординат— инактивация токсина (в %): /—ДТС-ГК (5.20 иг/л); 2—окислы хлора без мембраны (4.08 мг/л): 3— хлорная известь (6.68 мг/л); 4 — окислы хлора с мембраной (1.49 мг/л).
3.0 2,15 2,5 2,25 2,0 1,15 . 15 '.25 IО 0,15 0,5
У
15 35 45
во
Рис. 2. Влияние мутности на обезвреживание воды
окислами хлора. По оси абсцисс — мутность (в мг/л); по оси ординат — инак-тивирующая доза окислов хлора (в мг/л); 1 — окислы хлора без мембраны; 2—с мембраной.
тивной реакции среды, сопровождавшееся увеличением концентрации водородных ионов. В этих экспериментах рН не превышал 1,6 и равнялся в среднем 1,1 —1,4. Активность полученных электролизатов была в значительной мере выше (хлориты составляли 0,12 мг-экв/мл), чем в опытах без мембран.
В исследованиях изучено влияние физико-химических свойств воды (цветность, мутность, температура, рН, жесткость) на эффективность обезвреживания окислами хлора. Эксперименты показали, что электролизован-ные растворы, получаемые без применения мембран, не отличались высокой способностью инактивировать токсин в воде. Например, доза хлора, равная 3 мг/л, не обеспечивала надежного обезвреживания, поскольку в начале процесса снижение титра не превышало 10%, а по истечении 30 мин достигало лишь 50%. При увеличении дозы до 3,6 мг/л отмечалось более значительное снижение титра яда, вначале равное 80—90%, а в конце процесса — 99,84%. Сравнительно невысокая активность указанных продуктов электролиза установлена рядом авторов по отношению к бактериальным формам микроорганизмов (Е. Л. Ловцевич и соавт.; Л. А. Сер-гунина).
Представлялось необходимым провести сравнительное изучение инак-тивирующей способности различных хлорных препаратов (хлорной извести, ДТС-ГК) и электролизованных растворов. Опыты убедительно показали, что окислы хлора, полученные с использованием ионитовых мембран, имеют несомненное достоинство. Так, оказалось, что инактиви-рующая доза окислов хлора значительно меньше, чем хлорной извести и ДТС-ГК: в первом случае она равнялась 1,4—1,6 мг/л, во втором — 5— 6 мг/л, а активность окислов хлора, полученных без мембран, близка к инактивирующей способности препаратов хлора (рис. 1).
Принципиальных различий в свойствах МК и МА изменять активную реакцию электролизованных растворов и влиять на активность окислов хлора не установлено, поэтому мы не отдавали предпочтения какой-либо одной из мембран.
Оценивая влияние физических факторов воды на процессы деструкции токсина продуктами электролиза поваренной соли, следует отметить, что наибольшее значение имеет цветность воды. Если при цветности 10° инак-тивирующая доза окислов хлора, полученных без мембран, составила 6,1 мг/л, то увеличение цветности до 20° приводило к повышению дозы до 7,42 мг/л; вода, имеющая цветность 40—60°, обезвреживалась в таких случаях дозами окислов хлора, соответственно в 3 и 4 раза превышающими достаточные для воды с низкой цветностью. Подобные закономер-
ности отмечены в опытах, где использовались продукты электролиза с применением мембран. Однако доза окислов хлора в данных условиях была значительно меньше, и по мере увеличения цветности воды эта разница все больше возрастала. Например, если цветность равнялась 10°, инактивирующая доза окислов хлора была меньше на 30% по сравнению с дозой окислов хлора, полученных без МА, а при 20, 40 и 60э цветности эта разница составляла соответственно 26, 45 и 47%.
Из других факторов, определяющих физические свойства воды, изучали влияние на кинетику деструкции яда электролизованными растворами взвешенных веществ. В опытах с использованием окислов хлора наблюдалось повышение их инактивирующей дозы по мере увеличения содержания в воде взвешенных веществ. Так, если мутность воды была 15 мг/л, то инактивирующая доза окислов хлора, полученных с ионитовой мембраной, составила 1,02 мг/л, а без мембраны — 2,33 мг/л; при повышении мутности воды до 30, 45 и 60 мг/л потребовались дозы окислов хлора, равные соответственно 1,3—2,74, 1,55—2,81 и 1,77—2,8 мг/л (рис. 2).
Следует подчеркнуть, что возрастание количества взвешенных веществ сопровождалось не только повышением необходимой дозы окислов хлора, но и увеличением хлорпоглощаемости. При повышении мутности воды с 15 до 60 мг/л дозу хлора необходимо было увеличить на 20—70%, а в этих же условиях в течение 32 мин происходило трехкратное возрастание количества поглощенных окислов хлора.
Температурный фактор оказался весьма действенным: при высоких температурах наблюдалось ускорение деструкции токсина, при низких — замедление.
Таким образом, окислы хлора, полученные с МА во всех опытах, были эффективнее, чем образующие при электролизе продукты без ионных мембран, практически в 2 раза.
В следующей группе опытов изучена зависимость деструкции яда от жесткости воды, обусловленной ионами кальция, и активной реакции среды. Можно было предположить, что жесткость воды может вызвать значительные изменения в кинетике деструкции яда, однако экспериментами это предположение не подтвердилось. Эффективные дозы окислов хлора, полученных с мембранами, оказались как при высокой (20 мг-экв/л), так и низкой (5 мг-экв/л) жесткости равными 1,1—1,24 мг/л. Кроме того, было доказано, что активная реакция среды существенно не влияет на процессы обезвреживания воды.
Заключительным этапом работы была серия исследований по инактивации токсина окислами хлора в природных водах с различным химическим составом и физическими свойствами: родниковая и озерная — высокой (510 и 689 мг/л), а речная — низкой (268 мг/л) минерализации.
Оказалось, что в воде с низкими физическими свойствами (озерная) снижена инактивация токсина. Для обеспечения надежного обезвреживания требовалось значительно увеличить дозу хлора. Даже высокореактивные препараты (окислы хлора, полученные с МА) обеспечивали очистку воды только в случае высоких (12—20 мг/л) концентраций.
В водах, отличающихся более высокими физическими свойствами (речная и родниковая), отмечено повышение инактивирующей способности изучаемых препаратов. Эффективные дозы в этих случаях составляли в речной воде 2,5—5,0 мг/л, а в родниковой — 2,5—2,7 мг/л.
Проведены также эксперименты по изучению влияния окислов хлора на органолептические свойства обрабатываемой воды. Установлено, что активность продуктов расщепления ЫаС1 и их способность изменять цветность и мутность воды определяется технологическим режимом электролиза. Максимальной эффективностью в этом отношении обладают окислы хлора, получаемые с применением мембран. В таких случаях наблюдается особенно значительное улучшение физических свойств воды: снижение цветности на 20—30%, запаха на 1—2 балла.
Выводы
1. Окислы хлора, полученные при электролитическом расщеплении растворов NaCl, отличаются инактивирующей способностью, несколько превышающей активность хлорсодержащих препаратов (хлорной извести, ДТС-ГК).
2. Активность электролизованных растворов может быть значительно повышена путем увеличения концентрации водородных ионов электролиза-тов, что достигается применением ионитовых мембран (катионитовых и анионитовых).
3. При разработке и конструировании электролитических устройств целесообразно предусматривать в технологической схеме использование ионитовых мембран.
ЛИТЕРАТУРА. Ловцевич Е. Л. — «Гиг. и сан.», 1968, № 9, с. 22— 27. — Минц Д. М., Мендриш Г. Л., Минц О. Д. и др. — «Водоснабжение и сан. техника», 1971, № 1, с. 1—3. — Н.о р к у с П. К. — «Труды АН Литовской ССР. Серия Б», 1961, т. 4 (27), с. 161—169. —Сергунина Л. А. — «Гиг. и сан.», 1968, №4, с. 16—21, — Флис И. Е, —«Ж. прикл. химии», 1956, №5, с. 633—645.— Ф л и с И. Е., Б ы н я е в а М. К. — Там же, 1957, № 3, с. 339—345.
Поступила 23/11 1977 г.
USE OF ELECTROLYSED SOLUTIONS^OF KITCHEN SALT FOR WATER
DECONTAMINATION
E, V. Shtannikov, Ya. M. Morozov
A study of the effectiveness of botulinic toxin inactivation in water with various physico-chemical properties by electrolysed solutions of kitchen salt was udertaken. A comparative investigation of the poison destruction processes produced by the chlorine compounds and the NaCl electrolysis products appeared to be similar. The authors suggest a method.of increasing the activity of chlorine oxides by changing the electrolysis regimen with ionite membranes
УДК 614.777(282.251.1)Тоиь
В. А. Савелова, В. П. Ковтун, И. И. Белозерцев
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ ТОМИ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, Кемеровский медицинский институт, Кемеровская областная санэпидстанция
При осуществлении государственного санитарного надзора за выполнением правительственных постановлений об охране водных ресурсов некоторых бассейнов рек санитарные организации сталкиваются с большими трудностями. При точном количественном учете проведенных водоохранных мероприятий и наличии данных о сокращении объема и снижении загрязненности поступающих в водоем сточных вод не всегда удается четко проследить улучшение санитарного состояния водоема, адекватное объему проведенных работ.
Анализ материалов показал, что фактические концентрации загрязнений, обнаруживаемые в речной воде у пунктов водопользования населения и не связанные с гидрологическим режимом в момент отбора проб, позволяют получить представление о степени загрязненности воды в сравнении с нормативными требованиями к ее качеству. По фактическим концентрациям загрязнений, однако, не всегда удается установить положительные изменения в состоянии водоема в связи с проведенными мероприятиями. Отсутствие соответствия между объемом проведенных мероприятий и степенью улучшения санитарного состояния водоемов, как показали дальнейшие исследования, не случайно, так как фактически выявляемые кон-
