Научная статья на тему 'ИЗУЧЕНИЕ САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ЗОН РЕКРЕАЦИИ МОРЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ'

ИЗУЧЕНИЕ САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ЗОН РЕКРЕАЦИИ МОРЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
8
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Г.И. Корчак, Л.В. Григорьева, М.Ю. Антомонов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A great contribution of bathers to microbial contamination of the coastal sea water and a predominance of microbial seeding over self-purification processes at high-level recreational loads were established by mathematical models. Questions pertaining to a need to control the number of holiday-makers and to develop a water volume standard per one bather are discussed.

Текст научной работы на тему «ИЗУЧЕНИЕ САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ЗОН РЕКРЕАЦИИ МОРЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ»

венного содержания трития в воде водоемов1.

Из приведенных данных следует, что пар, поступающий из реактора на турбины и далее на бойлеры, в качестве греющей среды воды промежуточного контура в радиационно-гигиеническом отношении характеризуется низким содержанием радиоактивных веществ. Отсутствие поступления радионуклидов в систему теплоснабжения подтверждается результатами оценки уровней у-излучения от труб и радиаторов отопительной системы в помещениях зданий жилого и общественного назначения пос. Билибино и санитарно:бытового корпуса БиАТЭЦ. Измерения проводили прибором СРП-68--01 вплотную к поверхности оборудования и трубопроводов. Результаты исследований показали, что мощность дозы у-излучения не превышает естественного фона радиоактивности района расположения БиАТЭЦ и составляет 0,01—0,025 мрад/ч. Качество подаваемой населению горячей воды оценивали в сравнении с качеством воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения по бактериологическим, санитарно-химическим и органо-лептическим показателям. Результаты исследований показали, что состав и свойства горячей воды в целом отвечают требованиям ГОСТа 2874—73 «Вода питьевая». Бактериального загрязнения горячей воды не отмечено. Содержание в горячей воде стабильных элементов стронция, цинка, меди и алюминия в 10—100 раз меньше ПДК. Бериллий и свинец в воде не обнаружены. Концентрация лития в воде 0,002—0,003 мг/мл. Выявлено некоторое повышение количества железа, что свойственно местным источникам водоснабжения. Установлено низкое содержание фтора (в пределах 0,17 мг/л) в воде источников хозяйствен но-питьевого водоснабжения при нормированной величине 1,5 мг/л для 1 климатического района расположения пос. Билибино.

1 ВакуловскийС. М. и соавт. Тритий в атмос-

«ерных осадках, реках и морях, омывающих территорию оветского Союза. Атомная энергия, 1978, т. 44, вып. 5, с. 432—435.

Выводы. 1. При существующих режимах давления между технологическими греющими средами с превышением давления воды промежуточного контура над давлением в отборах пара турбин и воды тепловой сети и сети горячего водоснабжения обеспечивается радиационная безопасность населения пос. Билибино от действующей системы централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения от Билибинской АТЭЦ. Качество подаваемой населению горячей воды соответствует ГОСТу 2874—73 «Вода питьевая».

2. Мощности дозы у-излучения от поверхности отопительных приборов и трубопроводов в обследованных помещениях жилого и общественного назначения пос. Билибино и БиАТЭЦ не превышают естественного фона и составляют 0,01— 0,025 мрад/ч.

3. В воде тепловой сети и сети горячего водоснабжения радиоактивные продукты коррозии не обнаружены. Концентрация трйтия в воде находится на уровне природного содержания.

4. Изучение динамики количества трития в греющих средах, воде тепловой сети и сети горячего водоснабжения может быть использовано в качестве одного из показателей радиационной надежности технологической схемы атомного источника теплоснабжения.

Поступила 12.04.82

Summary. The experience in using an atomic powet plant for heat and hot water supply of the village of Bi-libino is outlined. Particular attention is given to the population's radiational safety. It has been demonstrated that radiational safety of the system is ensured by maintaining fixed pressure levels in the heating media and by the hermetic state of heat exchanges. Water in the heat and hot water supply network meets the Gost 2874-73 requirements for drinking water. Radioactive corrosion products were not detected in the test water. Gamma-radiation dose rate from the surface of heating devices and pipe-lines in the test premises did not exceed the natural background, thai is, 0.01—0.025 mrad.

УДК 614.777:574.032(260)

Г. И. Корчак, Л. В. Григорьева, М. Ю. Антомонов

ИЗУЧЕНИЕ САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ЗОН РЕКРЕАЦИИ МОРЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева

В последние годы большое внимание уделяется изучению биологического загрязнения окружающей среды и путей совершенствования гигиенического нормирования (Г. И. Сидоренко). По мере увеличения антропогенного влияния на прибрежную зону моря, развития рекреации и совершенствования эпидемиологических методов исследования все чаще стали появляться сообщения о роли

зон рекреации морей в инфекционной заболеваемости (Ю. Г. Талаева и соавт.; Mujeriero и соавт.). Основным источником биологического загрязнения морей являются различные и сточные воды (Л. В. Григорьева и Г. И. Корчак; Pet rilli и соавт.). Наряду с этим давно отмечена зависимость микробиологических показателей воды морских

пляжей от количества купающихся (А. И. Олех-нович; Breitmayer и Gauthier).

В нашей стране существуют реальные условия для предотвращения загрязнения сточными водами не только зон рекреации, но и всей прибрежной зоны морей. 3 то же время сохраняется возможность микробного загрязнения воды пляжей за счет купающихся при отсутствии регуляции потока неорганизованных отдыхающих. В такой ситуации важно сохранение активности процессов самоочищения, которые должны обеспечить эпидемиологическую безопасность воды в зонах рекреации.

Целью настоящих исследований являлось изучение степени микробного загрязнения воды пляжей за счет купающихся и интенсивности процессов самоочищения при различных уровнях загрязнения.

В качестве модели избраны три пляжа двух южных морей в пунктах А и Б (см. таблицу). Пункт А расположен на берегу глубоководного моря, пункт Б — на берегу мелководного моря. Пляжи I и II пункта А и пляж III пункта Б не загрязнялись сточными водами и отнесены к числу чистых. Наиболее активно использовались пляжи I и III, менее активно — пляж II. Наблюдения проводили в дни с волнением моря не выше 0,5 балла. Поверхностные пробы воды отбирали до начала купания (в 7 ч), в разгар купания (в 13 ч) и в период его спада (в 18 ч). Точки отбора проб были расположены от уреза воды на расстоянии 0, 10, 15, 50 и 100 м. Расстояние 10—15 м соответствовало максимальному скоплению купающихся. Точка 50 м находилась на границе дальности заплыва. Точка отбора 100 м служила условно чистым контролем.

В пробах воды определяли 10 микробиологических показателей: индексы лактозоположнтельных кишечных палочек (ЛКП), Е. coli, Str. faecalis, Str. faecium, стафилококков, сальмонелл, бделло-вибрионов, протеолитов, энтерофагов 6 биоваров, сапрофитных микроорганизмов при 22 и 37 °С с использованием общепринятых методов.

В настоящее время при медико-биологических исследованиях все шире применяются современные методы математического анализа, что позволяет получать дополнительную информацию об изучаемых явлениях и процессах (Г. А. Багдасарьян и К. В. Гениатулин). Полученные нами результаты были подвергнуты математическому анализу с привлечением аппарата теории дифференциальных уравнений и автоматического регулирования.

Предварительная математическая обработка данных позволила установить, что из определяемых показателей процессов загрязнения и самоочищения наиболее информативны индексы ЛКП, Е. coli, Str. faecalis и Str. faecium. Поскольку частные показатели микробиологического загрязнения имели разный диапазон изменения, для их рассмотрения исходные данные преобразованы в безразмерные доли от общего количества по всем анализируе-

Основные показатели, учитываемые при проведении и с следований

Показатель Пункт А Пункт Б

пляж 1 пляж 11 пляж III

Источник загрязнения Люди Люди Люди

Число купающихся на

100 м береговой ли-

нии:

в 7 ч 0 0 0

в 13 ч 212 85 104

в 18 ч 97 9 42

Глубина (в м) от уре-

за воды на расстоя-

нии:

10 м 1,8 2,0 0,7

15 м 2,5 3,0 0,9

50 м 5,0 5,0 2,0

100 м 10,0 9,5 4,5

Температура, °С:

воды 22,5 23,6 23,0

воздуха 23,8 26,7 24,2

Скорость ветра, мс* 3,0 2.0 3,0

Волнение моря, бал-

лы* 0,5 0,5 0,5

Основное направление

течения* По касатель- По касатель- Нагонные

ной вдоль ной вдоль

берега берега

* Данные на 13 ч.

мым пляжам. Полученные доли были усреднены путем расчета средней геометрической. В результате получен набор данных, зависящих от типа пляжа, времени и расстояния от уреза воды, которые характеризовали степень микробного загрязнения. После преобразования исходных величин проведен анализ зависимости загрязнения воды пляжей от удаленности от берега. Полученные графики, как правило, имели вид гладкой кривой с одним максимумом на расстоянии наибольшего скопления купающихся (10—15 м от берега).

Для исследования зависимости загрязнения от времени суток и типа пляжей выполнено численное интегрирование в условных единицах полученных графиков зависимости загрязнения от расстояния. Поскольку глубина исследованных участков пляжей была различной, проведен расчет объемной концентрации загрязнения (в условных единицах). Итоговая формула для подсчета концентрации загрязнения (с4 л) имела следующий вид:

et, h

-г J

П öi.i.fcW ¿=i

dr.

где / — время наблюдения; к — номер пляжа; г — расстояние от уреза воды; » — микробиологический показатель; гтях— расстояние наибольшего удаления от берега (100 м); п — число тестов;

1,к(г) — функция зависимости безразмерной доли загрязнения от всех переменных; V — объем воды.

На основании концентрации с1к построены графики динамики этого показателя для каждого пля-

Рис. 1. Динамика концентрации микробного обсеменения По оси абсцисс — время (в ч); по оси ординат — загрязнение (в усл. ед.); / — пляж I (М 1:25); 2 — пляж II: 3 — пляж III.

Рис. 2. Динамика числа купающихся в течение дня.

По оси ординат — число купающихся на 100 м береговой линии. Остальные обозначения те же, что на рис. 1. Рис. 3. Динамика составляющих процесса самоочищения.

FT, -4-

тг — т, е т'-

жа (рис. 1). Графики имели вид кривой с одним максимумом загрязнения, приходящимся на 12— 14 ч. По этим данным были также рассчитаны ориентировочные показатели загрязнения в условных единицах. Выполнив численное интегрирование функций рис. 1, получили следующее соотношение загрязнения пляжей: 1 : III : 11 = 112,1 : 6,4 : 1.

Поскольку одной из задач являлось изучение зависимости общего загрязнения от числа купающихся, были построены графики динамики числа купающихся в течение суток (рис. 2). Из сравнения рис. 1 и 2 видно совпадение динамики процессов загрязнения и числа купающихся. Это позволяет сделать вывод о ведущем влиянии купающихся на степень загрязнения пляжей. Однако сопоставление полученной пропорции общего загрязнения на пляже со средним количеством купающихся указывает на нелинейную зависимость этих процессов, что позволяет говорить о влиянии на уровень общего загрязнения также ряда сопутствующих факторов: степени предшествующего загрязнения, гидрологических условий, характера донных отложений и др. Для сравнения интенсивности процессов самоочищения на различных пляжах была построена математическая модель зависимости загрязнения от времени суток. Полученные показатели загрязнения (см. рис. 1) были аппроксимированы функцией, являющейся результатом алгебраического сложения двух составляющих, каждая из которых представляла собой решение линейного дифференциального уравнения с постоянной правой частью, а именно в виде разности экспоненциальной и Б-образной функций. Соответствующая математическая модель может быть записана в следующем простейшем виде:

<1А

Г, чг= -А + Р,

лв

Т> ~лГ — -В + А.

У — А—В,

где 7\ и Т2— постоянные времени, характеризующие соответственно скорости процессов загрязнения и самоочищения; А — функция загрязнения; F — аналог внешнего воздействия; В — функция самоочищения; у — результирующая функция А и В; ух—составляющая уменьшения загрязнения.

Функции А и В, являющиеся решением этой модели, имели искомый вид и представлены на рис. 3. По экспериментальным данным были определены скорости самоочищения (а) для всех трех (

пляжей =

ai=0,31 V„ öu=0,28 Чч, аП1=0,10 Чч.

Как следует из приведенных данных, наименьшая скорость процессов самоочищения установлена на мелководном песчаном пляже III, а на глубоководных галечных пляжах I и II она в 3 раза выше. Несмотря на значительное преобладание общего количества загрязнения на пляже I по сравнению с пляжем И (112,1 и 1 усл. ед. соответственно), процессы самоочищения протекали почти с одинаковой скоростью (0,31 и 0,28 1/ч), что свидетельствует о сохранении активности процессов самоочищения на пляже I при зафиксированном уровне купающихся (212 человек на 100 м береговой линии пляжа).

Наименьший уровень микробного обсеменения установлен на пляже II. Сальмонеллы из воды этого пляжа не выделены. При прочих равных условиях пляж II отличался от более загрязненного пляжа I количеством купающихся (85 и 212 чело- * век соответственно). Микробное обсеменение на этом пляже в период максимального количества купающихся лишь в отдельных точках превышало . норматив. При этом его уровне и установленной скорости процессов самоочищения 0,28 7ч уже в 18 ч вода по микробиологическим показателям соответствовала необходимым требованиям.

На пляжах I и III отмечено преобладание процесса загрязнения над процессом самоочищения в дневные часы. В период максимального скопления купающихся (12—14 ч) индексы ЛКП, Е. coli и энтерококков превышали норму для воды пляжей. Из воды выделены сальмонеллы нескольких сероваров с индексом 10.

Таким образом, полученные результаты убедительно свидетельствуют об основном влиянии купающихся на процесс микробного обеспечения воды морских пляжей. При высоких рекреационных нагрузках скорость загрязнения воды купающимися превышает скорость самоочищения, что чревато повышенным микробным обсеменением воды не только в период максимума купающихся, но и в последующие часы. Это дает основание ставить вопрос о регуляции потока отдыхающих и правомерности разработки нормативов объема воды на одного купающегося с учетом комплекса сопутствующих факторов. Одним из профилактических мероприятий может быть введение санитарно-гигиенического перерыва работы пляжа в период скопления наибольшего количества отдыхающих и максимума инфракрасного излучения (с 12 до 14—15 ч). 2—3-часовой перерыв позволит за счет естественных факторов самоочищения и разбавления снизить микробное обсеменение воды и уменьшить число случаев перегревания и ожогов, которые, как правило, происходят в это время. Подобные гигиенические мероприятия должны корректироваться в зависимости от характеристики пляжей

и климатического пояса. Проведение их в жизнь особенно целесообразно для южных морей замкнутого и полузамкнутого типов со слабыми приливами и отливами.

При проведении подобных исследований оправдано использование математических методов обработки результатов и моделирования многофакторных динамических процессов, какими являются микробное обсеменение и самоочищение водоемов.

Литература. Багдасарьян Г. А., Гениатулин К. В. — Гиг. окружающей среды. (Экспресс-информ. ВНИИМИ), 1982, № 9, с. 1—29. Григорьева Л. В., Корчак Г. И. Санитарная вирусология

сточных вод и их осадков. Киев, 1976. Григорьева Л. В., Корчак Г. И. — В кн.: Микробиология

очистки воды. Киев, 1982, с. 98. Олехнович А. И. — Гиг. и сан., 1959, № 1, с. 77—79. Сидоренко Г. И. — Там же, 1981, № 5, с. 1—7. Талаева 10. Г., Багдасарьян Г. А., КоршЛ. Е. и др.— В кн.: Тихоокеанский науч. конгресс. 14-й. Тезисы докладов. М., 1979. с. 172—173. Breitmayer J. P., Gauthier M. /. — Water Rev., 1978,

v. 12, p. 193—197. Mujeriero R., Sancher В., Sancher B. et al. — Journees etud. pollut. mar. Mediterr., 1979, v. 48, p. 483—485. Petrilli F., D. Renri P., De Flora S. — Ibid., p. 477—481.

Поступила 03.05.83

Summary. A great contribution of bathers to microbial contamination of the coastal sea water and a predominance of microbial seeding over self-purification processes at high-level recreational loads were established by mathematical models. Questions pertaining to a need to control the number of holiday-makers and to develop a water volume standard per one bather are discussed.

УДК ВН.774:615.285.71-074

С. Я- Найштейн, Г. Я■ Чегринец, В. Е. Кармазин, М. Д. Безбородько, Г. Ф. Воронова, Г. И. Леонская, Р. Г. Никула, Р. П. Петрова, И. Я- Рыб-

чинская

МАТЕРИАЛЫ К НОРМИРОВАНИЮ СОДЕРЖАНИЯ В ПОЧВЕ ГЕРБИЦИДА БУТИЛОВОГО ЭФИРА 2,4-Д

Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева

Бутиловый эфир 2,4-Д (2,4-Д-БЭ) — производное хлорфеноксиуксусной кислоты, представляет собой густую жидкость темно-коричневого цвета с молекулярной массой 276,03. Он плохо растЕо-рнм в воде, наиболее летуч из всех эфиров этой группы: при 25—28 °С МО-3.

Препарат применяется для борьбы с сорняками в посевах различных культур. В малых дозах является регулятором роста растений, используется для уничтожения водной растительности. Широта применения определяет распространение вещества в окружающей среде и интенсивность ее загрязнения, что и обусловило необходимость в нормировании содержания этого вещества в почве.

Изучено содержание остаточных количеств 2,4-Д-БЭ в почве в производственных условиях в ряде областей Украины. Установлено, что остатки гербицида изменяются в зависимости от расхо-

да и формы препарата: остаточные количества гранулированного препарата меньше, чем концентрата эмульсии (соответственно 0,36—0,75 и 0,46— 2,2 мг/кг). Кроме того, за 4 мес препарат в гранулированной форме проникает в почву на глубину до 40 см, а концентрат эмульсий обнаруживается за это же время на уровне 60 см. К концу вегетационного периода в почве остается еще значительное количество 2,4-Д-БЭ.

В мелкоделяночном опыте, поставленном с целью изучения стабильности 2,4-Д-БЭ, в почву вносили гербицид из расчета 2,5 мг/кг (величина, аналогичная величине остатков эфира в почве в производственных условиях), 0,3 и 0,15 мг/кг. Результаты опыта представлены в табл. 1.

Как обычно, и в данном случае длительность сохранения вещества зависела от нагрузки его. При наличии в почве 2,4-Д-БЭ в количестве 2,5 мг/кг

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.