CC BY
27
П. И. Вертебная
К вопросу о привкусах и запахах биогенного происхождения в водопроводной воде
Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР
Отмечаются случаи, когда в воде, поступающей непосредственно из городского водопровода, время от времени появляются неприятные привкус и запах.
Источниками водоснабжения большинства крупных городов являются открытые водоемы и водохранилища, в которых и следует искать причины появления указанных свойств водопроводной воды. Вызывать неприятные привкусы и запахи в воде водопровода могут самые разнообразные вещества, растворимые в воде, как экзогенного (попадающие в водоем с промышленными сточными водами), так и эндогенного происхождения. В последнем случае они возникают в самом водоеме в результате протекающих в нем биологических процессов и большей частью связаны с массовым развитием водорослей и макрофитов и их отмиранием.
Привкусы и запахи биогенного происхождения встречаются в водоемах наиболее часто, составляя свыше 90% случаев. Они отличаются большим разнообразием по характеру и интенсивности, и борьба с ними значительно сложнее, чем с привкусами и запахами экзогенного происхождения.
Между тем вопрос о влиянии на здоровье человека воды, имеющей запах и вкус биогенного происхождения, недостаточно изучен. В литературе отмечены случаи заболевания и падежа скота и птиц вскоре после употребления воды, цветущей синезелеными водорослями. Некоторые водоросли из перидиней вырабатывают яд, смертельный для рыб и других водных животных. Помимо того, отмирая и разлагаясь, водоросли отравляют воду вредными продуктами распада. Отсутствие данных о заболеваниях людей можно отчасти объяснить тем, что при появлении неприятного привкуса и запаха воды человек остерегается ее употреблять.
Советское законодательство предъявляет строгие требования к качеству питьевой воды. Согласно стандарту, питьевая вода не должна иметь никакого запаха и привкуса.
Неприятные запахи, помимо ухудшения качества питьевой воды, создают отрицательные гигиенические условия пользования водоемом для других целей (купанье, плавание, стирка белья и пр.).
В литературе мы находим противоречивые объяснения указанных явлений. Некоторые биологи, например, считают основной причиной возникновения привкуса и запаха воды актиномицеты, недооценивая роль растительных организмов планктона. Это побудило нас осветить указанный вопрос, используя как литературные данные, так и материал собственных многолетних наблюдений и исследований.
Из литературных данных наибольший интерес представляют материалы Н. А. Коста, основанные на сведениях Главной госсанинспекции РСФСР и областных госсанинспекций за 1939—1940 гг. Н. А. Кост условно делит запахи и привкусы водопроводной воды на три группы: 1) естественного происхождения, которые возникают в связи с процессами, протекающими в самом водоеме, 2) хлорфенольные, появляющиеся в связи с хлорированием воды, и 3) зависящие от спуска промышленных сточных вод со специфическими ароматическими веществами.
Наиболее распространенными являются привкусы и запахи биогенного происхождения, которые также отмечают Б. Л. Исаченко, Н. С. Ви-1 шишц и аниицця. № У > ^—
Г«суд. Цгтв .'.гЛуцимскм 17
БИБ ИО'ГКА Ямвстерс: а ¡ринкираа.
СССР
гелев, А. М. Аренштейн и др. О привкусах и запахах водопроводной воды, вызываемых массовым развитием водорослей и их отмиранием в воде водоемов, имеются многочисленные указания и в зарубежной литературе.
Проводя в течение многих лет гидробиологические исследования водоемов открытого типа, мы неоднократно отмечали появление запахов воды. Причиной появления специфических запахов были планктонные организмы, вызывающие цветение. Разнообразные запахи и привкусы обусловливаются наличием в клетках водорослей эфирных масел.
Еще в 1932 г., проводя гидробиологические исследования карьеров мытищинских торфоразработок Московской области с целью использования их для рыборазведения, мы наблюдали резко выраженное цветение воды карьера Synura Petersen» Korsch (8 905 организмов в 1мл). Эта водоросль появилась в таком количестве, что вода приняла темно-оливковый цвет и издавала сильный запах (испорченного рыбьего жира),, который ощущался на далеком расстоянии от карьера.
В 1936 г. мы наблюдали в августе и сентябре -в планктоне реки Истры ниже плотины Истринского водохранилища, а также на участке Москвы-реки от устья Истры до Рублевской плотины в массовом количестве синезеленую водоросль Coelosphaerium Naegelianum Unger. с примесью Anabaena spiroides Klebahn, An. Lemmermannii P. Rieht, и Aphanizomenon flos-aquae (L) Ralfs. Указанные водоросли совершенно отсутствовали в это время в Москве-реке выше впадения Истры. Они впервые появились в планктоне Москвы-реки ниже впадения в нее Истры только с пуском в эксплоатацию Истринского водохранилища.
Следует отметить, что наши данные о массовом содержании синезеленых водорослей в Москве-реке совпадают с данными С. Д. Муравей-ского по попускам воды из Истринского водохранилища в периоды его цветения. Чем большие были попуски воды из Истринского водохранилища в периоды его цветения, тем больше синезеленых водорослей мы обнаруживали в планктоне Москвы-реки ниже впадения в нее Истры.
Вода Истры и Москвы-реки ниже впадения в нее Истры в августе и сентябре временами была зеленого цвета от присутствия синезеленых водорослей. Количество синезеленых, особенно Coelosphaerium Naegelianum Unger., увеличивалось по мере приближения к рублевской плотине (табл. 1).
Таблица 1. Количество синезеленых водорослей в планктоне реки Истры и Москвы-реки (число организмов в 1 мл воды)
Время рзятия пробы 22. VIII 23.VIII
Место взятия Москва- Москва-река
проб река Истра ниже у Ильин- выше ниже
Число организмов Истры Истры ского Старицы Старицы
Ое!о5рИаегшт 475
Кае&е!1япит (колонии) Нет 598 457 462 610
(нити) . . . > 9 4 13 18 56
АпаЬаепа
(клетки) . . » 54 150 1 332 5 100
АрИатготепоп Иов-ачиае 22 26
(нити) . . . 2 5 5 38
Массовое развитие синезеленых водорослей в планктоне Московского водохранилища и их отмирание и придавали воде московского-водопровода неприятный привкус и запах, которые отмечались в сен-, тябре и октябре 1936 г.
В течение 1937—1940 и 1945—1949 гг. Институтом общей и коммунальной гигиены АМН СССР проводились систематические стационарные наблюдения за формированием Клязьминского водохранилища. Производились химико-бактериологические наблюдения и изучался фитопланктон и его влияние на санитарно-гигиеническое качество воды.
Клязьминское водохранилище подвержено массовому развитию фитопланктона — «цветению воды». В большинстве случаев цветение вызывают синезеленые водоросли. Массовое развитие водорослей, а затем их отмирание придавали воде клязьминского водохранилища неприятный специфический запах и вкус.
В первые годы наших наблюдений (1937—1939) запах воды учитывался только качественно. В 1937 г. 1—2 июля наблюдалось резко выраженное цветение Клязьминского водохранилища синезелеными водорослями с преобладанием ана-бены. Вода от присутствия организмов имела зеленый цвет и издавала сильный специфический травянисто-плесневый запах, который ощущался не только у озера, но даже в близлёжащей деревне (Осташ-ково). Неоднократно приходилось наблюдать в июне и июле массовое скопление у берегов, особенно в залияах, синезеле-ных водорослей, среди которых преобладала анабена. Эти скопления ввиду снижения уровня воды сплошь покрывали бирюзовой пленкой обнаженные берега. Водоросли отмирали и издавали очень неприятный затхлый запах. Аналогичный запах издавали банки, стоявшие некоторое время с водой водохранилища, густо заселенной синезелеными водорослями. Со временем и с увеличением количества водорослей запах усиливался. При просмотре под микроскопом материала опытных банок были обнаружены, наряду с живыми, отмирающие нити анабены, которые и являлись источником этого запаха.
В сентябре того же года (1937) в планктоне преобладала Microcystis a€ruginosa Kfltzing и ощущался сильный ароматический запах. В конце августа 1938 и 1939 гг. Клязьминское водохранилище цвело Ceratium hirundinella (О. F. Miiller) Bergh. и синезелеными. Присутствие этих, особенно перидиниевых водорослей, придавало воде запах рыбьего жира.
В 1940 г. Институтом коммунальной гигиены проводились систематические наблюдения за запахом воды Клязьминского водохранилища по методу порога. Попутно проводились наблюдения за фитопланктоном, его качественным и количественным составом.
В начале июля 1940 г. наблюдалось бурное развитие синезеленых водорослей, главным образом Anabaena Lentmermannii P. Richt. и Microcystis aeruginosa Kutzing с примесью Anabaena spiroides Klebahn., An. Scheremetievi Elenkin. и Aphanizomenon flos-aquae (L) Ralfs. Количество их доходило до 15 ООО клеток в 1 мл воды. В это время ощущался
_____ fe N ь»
^ sass S3 ^
Интенсивность запаха воды и количество фи-топланктонов в Клязьминском водохранилище
1 — фитопланктон; 2 — интенсивность запаха
3»
13
неприятный затхлый запах с примесью запаха рыбьего жира, достигавший 32 единиц по методу порога.
В августе ощущался сильный ароматический запах до 36 единиц по методу порога; количество организмов в это время достигало 60 000 клеток в 1 мл. Нужно отметить, что вода Клязьминского водохранилища имела запах в течение всего периода наблюдений в 1940 г., но в периоды с небольшим содержанием планктона порог запаха выражался 2—4 единицами. В периоды же массового развития водорослей порог запаха увеличивался до 16—36 единиц. В сентябре и октябре планктон был еще богат водорослями, но благодаря сильной аэрации (за счет ветра) интенсивность запаха снижалась. Для наглядности приводим кривые интенсивности запаха воды и количества фитопланктонов в Клязьминском водохранилище (см. рисунок).
В период цветения синезеленых водорослей слой воды, наиболее густо заселенный организмами, имел и более интенсивный запах. По мере затухания цветения запахом большей интенсивности обладал придонный слой. Отмершие организмы постепенно опускаются ко дну и тем самым усиливают запах воды придонного слоя (табл. 2).
Таблица 2. Вертикальное распределение фитопланктона и интенсивность запаха в Клязьминском водохранилище
Дата взятия пробы 13. VIII 15. VIII 17. VIII
Глубина взятия пробы в м число водорослей порог запаха в единицах число водорослей порог запаха в единицах число водорослей порог запаха в единицах
Поверхность 0,5 1 2 4 6 40 160 60 350 59 030 16 400 13 560 3 930 32 32 32 16 16 16 60 820 62 600 38 200 36 32 16 37 200 40 200 8 980 24 24 32
В мае 1950 г. в планктоне Клязьминского водохранилища интенсивно развивалась диатомовая водоросль астерионелла. Количество ее составляло от 2 560 до 10 960 клеток в 1 мл воды или от 1,28 до 5,48 мг/л живого органического вещества. Астерионелла в период наших наблюдений населяла всю толщу воды от поверхности до дна. Ее количество увеличивалось по мере углубления. Особенно густо был заселен слой воды на глубине 2—4 м (табл. 3).
Таблица 3. Вертикальное и горизонтальное распределение астерионеллы в планктоне Клязьминского водохранилища (число клеток в 1 мл)
Глубина взятия пробы Южный берег Северный берег
№ места отбора проб воды
в м 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Поверхность 2 4 5 6 7,5 2 560 2 970 3 960 6 240 7 920 7 440 6 420 6 200 5 920 10 960 8 400 8 200 7 980 7 200 4 120 3 360 3 200 7 500 6 470
Интересно отметить, что в более глубоких местах, т. е. ближе к середине водоема, астерионелла вегетировала интенсивнее, начиная от
поверхности и до дна. В более глубоких местах больше биогенных веществ, особенно железа и кремния, которые и способствуют интенсивному развитию астерионеллы.
Присутствие большого количества астерионеллы придавало воде Клязьминского водохданилища специфический привкус и запах. Этим запахом обладала вода всей толщи водоема, особенно у дна. Вынутые из воды опытные сосуды, находившиеся у дна Клязьминского водохранилища, в течение нескольких часов издавали резкий запах рыбы. Интенсивность запаха и его характер изменялись от присутствия большего или меньшего количества астерионеллы.
Проводя специальное изучение качества воды, мы отметили, что профильтрованная вода Клязьминского водохранилища во время массового развития астерионеллы имела ароматический запах. При прибавлении разных количеств астерионеллы отмечались запахи: слабо гераниевый, гераниевый, затхлый, затхлый с оттенком запаха рыбьего жира, резко затхлый с запахом рыбьего жира, резкий запах рыбьего жира.
Данные, полученные в результате исследования Пролетарского водохранилища на Маныче (Ростовская область), также показывают, что запах воды этого водоема планктогенного характера (табл. 4).
Таблица 4. Количество фитопланктонов и интенсивность запаха воды Пролетарского водохранилища
У устья реки Б. Егор лык Шлюз Донный водоспуск Левый берег Нижний бьеф
Количество водорослей 2 530 158 760 109 420 62 880 42 100
Характер запаха в баллах - Травянистый 2 балла Травянистый 2 балла Травянистый 1 балл Рыбный 1 балл
Можно привести еще примеры, подтверждающие огромную роль, которую играет массовое развитие водорослей планктона в появлении запаха и привкуса воды водоемов и питающихся от них водопроводов. Конечно, это не исключает возможности появления неприятных запахов и привкусов воды под влиянием актиномицетов и других биологических факторов.
Для борьбы с запахами и привкусами воды водопроводов биогенного происхождения в первую очередь необходимо провести профилактические мероприятия, предупреждающие цветение. Наиболее распространена обработка водоемов медным купоросом. Дозу 0,3—0,7 мг/л медного купороса следует считать достаточной для борьбы с цветением водоемов синезелеными водорослями и астерионеллы в периоды их максимального развития. Для профилактических целей эта дозировка может быть значительно снижена.
Эффективным методом удаления запахов и привкуса водопроводной воды является применение сухого порошкообразного активного угля. Доза 5 мг/л активного угля снижает интенсивность запаха с 3—5 до 1—0 баллов.
Выводы
1. Привкусы и запахи воды водопроводов, питающихся из открытых водоемов и водохранилищ, в большинстве случаев биогенного происхождения и вызываются массовым развитием водорослей и макрофитов и их отмиранием.
2. Появляясь в массовом количестве и затем отмирая, фитопланкто-иы резко изменяют свойства воды, которая в большинстве случаев приобретает гнилостный запах и вкус и становится непригодной для питья.
Наиболее вредными в этом отношении являются синезеленые: Апа-baena, Aphanizomenon, Microcystis, придающие воде травянистый, ароматический, затхлый запах, Ceratium — рыбный, Synura — огуречный и резкий запах рыбьего жира, Asterionella и Tabellaria — ароматический, затхлый, резкий запах рыбьего жира.
* Ъ Ъ
Я. М. Грушко, В. А. Донское и В. С. Колесник
Токсичность питьевой воды, содержащей соли кадмия
Из кафедры общей гигиены и патологической анатомии Иркутского медицинского
института
В числе токсических веществ, поступающих в общественные водоемы с промышленными сточными водами, за последнее время значительное внимание уделяется кадмию. Находясь в стоках полиметаллических комбинатов, свинцовых и цинковых заводов, обогатительных фабрик и других предприятий, он может создавать угрозу отравления жителей при пользовании питьевой водой, забираемой ниже места спуска этих стоков.
На значительную ядовитость кадмия указывают Лазарев, Правдин и др. Гайворонский, Демидова и Геллер описали клиническую картину при отравлении кадмием. По их данным, кадмий раздражает пищеварительные органы и почки, вызывает увеличение печени, похудание; со стороны крови отмечается лейкопения, нейтропения, эозинофилия, увеличение скорости оседания эритроцитов. При приеме внутрь даже 30 мг сульфата кадмия, что соответствует 13,1 мг кадмия или примерно 0,2 мг/кг веса, появляется слюнотечение, рвота, колики, понос и те-незмы.
Согласно исследованиям многих авторов, растворимые соли кадмия при введении их в организм подопытных животных вызывали хроническое отравление, выражающееся в резком похудании, уменьшении процента гемоглобина в крови, жировом перерождении печени и мышцы сердца, воспалении почек.
При даче внутрь летальная однократная доза кадмия для кроликов, по данным одних авторов (Марме), колеблется от 0,3 до 0,6 г, а другие .авторы (Шварце и Альсберг) считают летальной для кроликов значительно меньшую дозу — от 0,07 до 0,15 г/кг веса. По данным этих же авторов, у кошек даже однократные дозы кадмия от 4 до 23 мг/кг веса вызывали рвоту. Продан от дозы кадмия 2 мг/кг, вводимого животному в течение 2 месяцев, не наблюдал почти никаких симптомов. В то же время Шварце и Отто указывают, что доза кадмия меньше 1 мг/кг при ежедневной даче через 6 недель вызвала гибель подопытной кошки.
При питье воды с содержанием кадмия в концентрации 50 -мг/л, по данным Джина и Фолькера, у подопытных мышей уменьшается степень пигментации зубной эмали, а в крови понижается содержание гемоглобина.
Для донных организмов Вертебная приводит следующие летальные концентрации кадмия в воде: для дафний — 0,25 мг/л, циклопов — 0,5—1 мг/л, личинок хирономуса—5—20 мг/л. Черкинский считает предельно допустимой концентрацией кадмия в водоемах 0,1 мг/л, но на
