CC BY
4
'О КОЛЛЕКТИВ АВТОГОВ, 1996 УДК 614.777:628.16
А. В. Авчинников, Е. Г. Жук, Ю. А. Рахманин, Ю. В. Некрасов
К ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, КОНДИЦИОНИРОВАННОЙ НИЗКОВОЛЬТНЫМИ ИМПУЛЬСНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ РАЗРЯДАМИ
Смоленская государственная медицинская академия; НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
В последнее время особую актуальность приобретают вопросы обеспечения населения доброкачественной питьевой водой в особых, экстремальных условиях водоснабжения [10]. Не менее значимой остается проблема получения доброкачественной питьевой воды на автономных объектах [7].
Одним из. оптимальных с технической и экономической точки зрения способом получения доброкачественной питьевой воды в экстремальных условиях, на автономных объектах становится использование портативных установок ]6], в том числе и генерирующих импульсные электрические разряды — ИЭР [4, 8]. В свою очередь известно, что ИЭР в воде сопровождаются сложным комплексом физических (высокое давление, ударная волна, кавитация, ультразвуковое и ультрафиолетовое воздействие, импульсное магнитное поле) и химических явлений. К последним относят появление в зоне разряда ионов металла электродов, озона, перекиси водорода, гидроксильных и гидропероксильных радикалов, которые усиливают действие физических факторов и во многом отвечают за свойства последействия ИЭР [11].
Цель настоящей работы — изучение в эксперименте и полунатурных условиях физико-химических показателей качества воды, обеззараженной и консервированной низковольтными (2,8-3,0 кВ) ИЭР.
Обработку водопроводной воды проводили на портативных установках нового класса МЭИ-4, позволяющих как обеззараживать, так и консервировать на срок до 2 мес воду низковольтными ИЭР в широком диапазоне суммарной плотности энергии обработки 0,6—6,0 Дж/мл [1,2, 5].
В 1 серии опытов исследовали физико-химические и органолептические показатели качества воды в зависимости от суммарной плотности энергии обработки (со) низковольтных импульсных электрических разрядов. Определяли следующие показатели: запах, привкус, цветность, мутность, рН, нитритный и нитратный азот, общую жесткость, хлориды, сульфаты, су-
хой остаток, общее железо, медь. При выполнении санитарно-химических исследований руководствовались соответствующими ГОСТами для питьевой воды, а также унифицированными методами.
Учитывая имеющиеся данные литературы о появлении в обрабатываемой высоковольтными ИЭР воде некоторых ионов металлов |9|, во II серии опытов определяли элементный состав воды методом атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на спектрометре ICAP-9000 "Thcrmo-farrel Ash" (США) в научно-медицинском центре "Элемент" (Москва)1.
В опытных и контрольных пробах определяли 22 химических элемента: медь, железо, алюминий, цинк, свинец, олово, молибден, марганец, кадмий, титан, кобальт, цирконий, литий, никель, хром, висмут, калий, натрий, кальций, магний, фосфор, кремний.
В III серии, моделируя полунатурные условия, изучали физико-химические и органолептические показатели качества воды, законсервированной низковольтными ИЭР. С этой целью водопроводную воду'обрабатывали на установке МЭИ-4 при максимальном значении со = 6,0 Дж/мл и затем хранили в армейских табельных средствах хранения термосах ТВН-12 в тЬчение 2 мес. Отбор проб воды на физико-химические и органолептические показатели проводили из опытных и контрольных термосов через 15 мин, 15, 30, 60 сут хранения. В законсервированной воде 'определяли запах, привкус, цветность, мутность, pH, окисляемость, аммиачный, нитритный и нитратный азот, общую жесткость, кальций, магний, хлориды, сульфаты, общее железо, медь.
. Результаты I серии опытов показали, что обработка воды низковольтными импульсными электрическими разрядами сопровождается дос-
1
С. А. Игнатовым.
Исследования проведены совместно с А. В. Скальным и
Влияние низковольтных импульсных электрических разрядов на некоторые физико-химические показатели качества питьевой волы
(М ± т)
Суммарная плотность энершн обработки, Дж/мл Физико-химические показатели воды, мг/л
азот нитритов п общее железо п медь и
До начала воздействия
(контроль) 0,008 ± 0,002 6 0,050 ± 0,010 6 0,005 ± 0,002 6
0,6 0,009 ± 0,003 6 0,056 ± 0,012 6 0,042 ± 0,010 6
1,5 0,013 ± 0,003 6 0,067 ± 0,013 6 0,100 ± 0,032* 6
3,0 0,021 ± 0,004* 6 0,092 ± 0,018* 6 0,220 ± 0,075* 6
>6,0 0,030 ± 0,006* 6 0,120 ± 0,029* 6 0,370 ± 0,090* 6
Примечание. Звездочка — достоверные различия с контролем (р < 0,05).
товерными (р < 0,05) изменениями некоторых физико-химических показателей, а именно азота нитритов, общего железа и меди (см. таблицу). Кроме указанных показателей, отмечали незначительные изменения цветности и мутности, однако эти изменения были недостоверными (р > 0,05). Остальные показатели, определяемые в I серии опытов, практически не изменялись, оставаясь на уровне контрольных.
Полученные результаты свидетельствуют о поступлении в обрабатываемую ИЭР воду ионов металлов в результате распыления материала электродов, причем концентрация металлов находится в прямой зависимости от суммарной плотности энергии обработки. Увеличение азота нитритов, на наш взгляд, связано с воздействием плазмы разряда на растворенные в воде кислород и азот, что в целом согласуется с данными литературы о действии на воду высоковольтных (10—30 кВ) ИЭР |3|. Однако разница между высоковольтными и низковольтными ИЭР заключается I! менее выраженном воздействии последних на физико-химические показатели качества обрабатываемой воды. Вместе с тем, оценивая изменение концентрации азота нитритов, железа общего, меди и другие анализируемые показатели, можно констатировать, что они в наших исследованиях не выходили за пределы ГОСТа 2874—82 "Вода питьевая".
При исследовании элементного состава воды, обработанной ИЭР, также установлено достоверное увеличение меди (до 0,342 ± 0,026 мг/л; р < 0,001) и общего железа (до 0,138 ± 0,016 мг/л; р < 0,01) по сравнению с контролем при максимальном значении со = 6,0 Дж/мл, тогда как остальные определяемые элементы практически не изменялись.
Результаты III серии опытов показали, что сразу после обработки законсервированная ИЭР вода имела более высокие по сравнению с исходными показателями и контролем значения цветности, азота нитритов, общего железа и меди. В процессе 60-суточного хранения законсервированной воды в табельных средствах в ней отмечались незначительные изменения мутности, рН, окисляемости, которые, однако, были недостоверны по сравнению с только что обработанной ИЭР водой. В целом же все изменения в законсервированной и хранившейся в табельных средствах воде на протяжении всего срока наблюдения (60 сут) оставались в пределах ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая".
Таким образом, изменения физико-химических и органолсптических показателей качества воды, обеззараженной низковольтными (2,8— 3,0 кВ) импульсными электрическими разрядами на установке МЭИ-4 в широком диапазоне суммарной плотности энергии обработки (0,6— 6,0 Дж/мл), были незначительными и не выходили за пределы ГОСТа 2874—82 "Вода питьевая". Законсервированная низковольтными ИЭР и хранившаяся в армейских табельных средствах хранения термосах ТВН-12 вода на протяжении 2 мес отвечала требованиям ГОСТа 2874—82 "Вода питьевая" по физико-химическим и орга-нолептичсским показателям.
Полученные материалы с учетом имеющихся данных о высокой эффективности обеззараживающего и консервирующего действия на воду портативных установок МЭИ-4 позволяют рекомендовать их для водоподготовки на автономных объектах.
Литература
1. Лвчинникое Л. В. Гигиеническая оценка новых комбинированных способов консервирования питьевой воды: Афтореф. дис. ... канд. мед. наук. — Л., 1989.
2. Лвчинникое А. В., Жук Е. Г., Важна А. Л.. Некрасов 10. В. // Всероссийский съезд гигиенистов и санитарных врачей, 7-й: Материалы. — М., 1991. — С. 51—52.
3. Вондаревская Т. В., Каляцкий И. И., Куре.ц В. И. и др. // Электрон обработка материалов. — 1977. — № 5. — С. 67-68.
4. Веселое Ю. С., Лавров И. С., Рукобратский И. И. Водоочистное оборудование: Конструирование и использование. — Л., 1985.
5. Жук Е. Г., Авчинников А. В. Устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами. Пат. 1790557 Россия // Изобретения. - 1993. - № 3. — С. 195.
6. Маслюков А. П., Ра.хманин 10. А., Матюшин Г. A. 11 Гиг. и сан. - 1992. - № 9. - С. 50-53.
7. Музычук Н. Г. // Там же. - 1990. № 1. — С. 24-27.
S. Павлов А. В., Жук Е. Г., Сотников В. II.. Гостищев С. А. // Актуальные вопросы военной медицины. — Томск. 19S2. - С. 136-137.
9. Сытник И. А. Электрогидравлическос действие на микроорганизмы. — Киев, 1982.
10. Чвырев В. Г., Жалус Б. И., Лопатин С. А. // Гиг. и сан. — 1992. - № 4. - С. 49-54.
11. Gilliand S. ЕSpeck М. L. // Appl. Microbiol. - 1967. -Vol. 15. - P. 1031-1037.
Поступила 22.09.95
Summary. Tlie purpose of this study was to make experimental and semifield examinations of the physical and chemical indices of the quality of water disinfected and preserved by low-voltage (2.S-3.0 kV) impulsive electric discharges by means of a ME1 portable plant. The findings showed that the changes in the physical, chemical, and organoleptic properties of the treated water were insignificant. Hie water kept during 2 months met the requirements for drinking water. The above portable plant is recommended for water disinfection in self-contained objects.
