CC BY
4
А. А. Королев, В. П. Ласкина
УДК 628.18:547.7
О БАРЬЕРНОЙ РОЛИ ВОДОПРОВОДНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В ОТНОШЕНИИ НЕКОТОРЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
•
Опыты по изучению барьерной роли основных приемов очистки воды в отношении морфолина и пиперидина на водопроводных станциях проводили на полупроизводственной установке, состоящей из дозаторов воды и коагулянта, вертикального отстойника и скорого песчаного фильтра. В ряде опытов использовали фильтр из угольной антрацитовой крошки. После фильтрации воду подвергали хлорированию или озонированию дозами реагентов, принятыми в водопроводной практике.
Морфолин и пиперидин в концентрациях 0,60—0,78, 3, 6—6,25 и 20 мг/л вносили в специально приготовленную воду, близкую по основным показателям к воде открытых водоемов (цветность 50—60°, прозрачность 2—5 см, рН 7—8, щелочность 3—4 мл). Воду, содержавшую указанные концентрации обоих веществ, подвергали коагуляции с сернокислым алюминием в дозе 100 мг/л, отстаиванию в течение 1 ч и фильтрации через песчаный фильтр со скоростью 4,5—5 мл/ч с последующим хлорированием дозами хлора 1,5—3 мг/л при времени контакта 30 мин. С каждой концентрацией проведено от 5 до 8 серий опытов.
Из-за отсутствия метода количественного определения в воде малых концентраций морфолина и пиперидина контроль за эффективностью различных приемов очистки воды от этих соединений проводили по запаху. Полученные результаты представлены в табл. 1.
Как показали опыты, испытанные приемы обработки воды, включая хлорирование, заметно не снижают концентрацию в ней морфолина и пиперидина. Как до обработки, так и после обработки воды по приведенной схеме для исчезнования запаха обоих веществ в изученных концентрациях требовались практически одинаковые кратности разбавления. Характер запаха веществ после такой обработки также не менялся. В то же время значительно улучшались другие показатели качества воды: цветность снизилась с 50—60 до 20°, прозрачность увеличилась с 2—5 до 15—18 см, что свидетельствовало о высокой степени очистки воды по ряду других показателей, лимитируемых ГОСТ 2874-73.
Таблица 1
Влияние основных приемов обработки воды на интенсивность запаха морфолина и пиперидина (по средним данным из 6 опытов)
Исходная вода Вода после обработки
Вещество Концентрация (в мг/л) интенсивность разведения, при интенсивность запаха (в баллах) разведения.
запаха (в баллах) запах исчезает коагуляция отстаивание фильтрация хлорирование при которых исчезает запах
Пиперидин 0,78 3 6 20 1—2 3—4 5 5 1:2 1:8 1:32 1:200 1:2 4 5 5 2 4 Л 1—2 3—4 4—5 5 1—2 3—4 1:2 1:6 1:32 1:132—200
5 5
Морфолнн 0,6 3 6,25 20 1—2 3—4 5 5 1:2 1:8 1:32 1:132 2 4 5 5 2 4 4—5 5 1—2 2—3 4—5 5 1—2 2—3 3—4 5 1:2 1:8 1:16—32 1:132
Ввиду недостаточной эффективности наиболее распространенных приемов обработки питьевой воды в отношении химических загрязнений в специальной серии опытов воду, содержащую различные концентрации морфолина и пиперидина, после коагуляции и отстаивания пропускали через фильтры, загрязненные антрацитовой крошкой с размерами частиц 1—Змм и используемые в настоящее время на ряде водопроводных станций. Оказалось, что морфолин и пиперидин только в значительных концентрациях (6—20 мг/л) довольно активно задерживались углем, в результате чего снижалась интенсивность запаха воды, а необходимые для полного исчезновения запаха разведения уменьшались в 4—7 раз. В то же время эти вещества в меньших концентрациях (0,6—3 мг/л) практически не задерживались угольным фильтром. Следует отметить также, что угольные фильтры обеспечивали эффективную задержку веществ только в течение первых 6—8 фильт-роциклов, после чего они практически полностью теряли способность сорбировать вещества из воды. Интенсивная промывка угля водопроводной водой, а также контакт с водой в течение 24—48 ч не приводили к восстановлению его сорбционных свойств, несмотря на высокую растворимость в ней морфолина и пиперидина.
При озонировании воды, содержащей эти вещества, испытывали дозы озона 3 и 5 мг/л при времени контакта 3 и 5 мин. Проба обрабатываемой воды состояла из 1 л. Запах воды, содержащей морфолин и пиперидин, определяли через 30 мин после окончания озонирования. В качестве контроля использовали озонированную воду, не содержавшую этих веществ. Как показали исследования, оба они при содержании в воде в концентрациях 3, 6 и 20 мг/л весьма слабо разрушаются озоном, так как интенсивность их запаха после озонирования оставалась прежней или уменьшалась незначительно. Для полного исчезновения запаха морфолина и пиперидина в концентрации 0,6—0,78 мг/л требовалась 5-минутная обработка дозой озона 5 мг/л (табл. 2).
Следовательно, озонирование оказалось эффективным в отношении сравнительно невысоких концентраций морфолина и пиперидина (до 10 ПДК), тогда как в тех же концентрациях вещества практически не задерживались угольными фильтрами.
Дальнейшими исследованиями установлено, что для эффективного разрушения морфолина и пиперидина в концентрациях 6, 10 и 20 мг/л необходимы значительные дозы озона (до 10 мг/л) с временем контакта до 20—50 мин. Такая высокая устойчивость обоих веществ в отношении озона соответствует литературным данным.
Bailey установлено, что пиридиновые кольца значительно менее реак-ционноспособны по отношению к озону, чем бензольные, хотя последние также нелегко окисляются озоном (П. Д. Кандзас и А. А. Мокина).
Результаты исследований показали, что морфолин и пиперидин проявляют высокую устойчивость к физико-химическим процессам обработки
Таблица 2
Влияние озонирования на интенсивность запаха воды, содержащей различные концентрации морфолина и пиперидина (по средним данным из 8 опытов)
Запах воды в баллах
К после озони- после озонн-
к S рования до- рования до-
Вещества X S1 со 0 зой 3 мг/л зой 5 мг/л
о. с о.
к н н н
в о « 5 = Ь X * _ я И с £ £ = г* 8 5
= z о о § * х X х г х а
§ X» » X л
0,60 I—2 I—2 I—2 I—2 0
Морфолин 3,00 3—4 2—3 2—3 2—3 I—2
6,25 5 5 4—5 4—5 4
20,00 5 5 5 5 5
0,78 I—2 I—2 0—I I—2 0
Пиперидин 3,00 3—4 3—4 2—3 2—3 2
6,00 5 5 5 5 5
20,00 5 5 5 5 5
воды. Оба вещества в изученных концентрациях оказались способными проходить через модельные очистные сооружения водопроводной станции при наличии в их составе угольных фильтров и озонаторной установки. Ввиду серьезной опасности, которую представляют собой эти вещества для здоровья населения, необходимо строго соблюдать установленные для них допустимые уровни их в водоемах (ПДК). Это требование должно распространяться и на другие гетероциклические соединения и в первую очередь — производные пиридина. Исходя из близости физико-химических и токсико-динамических свойств производных пиридина к морфолину и пиперидину, можно предположить, что барьерная роль водопроводных очистных сооружений будет ограничена и в отношении других гетероциклических соединений пиридинового ряда.
ЛИТЕРАТУРА. Bailey P. S. The reaction of ozone with organic compounds. — »Chem. Rev»., 1958, v. 58, p. 926—995.
Поступила 21/XI 1974 r.
THE BARRIER ROLE OF CERTAIN WATER TREATMENT INSTALLATIONS IN RESPECT TO CERTAIN HETEROCYCLIC COMPOUNDS
A. A. Koroleo, V. P. Laskina
Certain heterocyclic compounds such as morpholine and piperidine were shown to be highly resistant to the physico-chemical processes of water treatment. The authors presume that the barrier role of the water-works installations will be limited in respect to other heterocyclic compounds, particularly the compounds of the pyridine series due to the close relation of their physico-chemical properties to those of the investigated substances.
УДК 613.63:615.285.71:613.648
Р. Д. Габович, В. А. Мурашко, Я■ Г. Тимошенко
УСТОЙЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМА К ГЕКСАХЛОРБЕНЗОЛУ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СОЧЕТАНИЯХ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И УФ ОБЛУЧЕНИЯ
Киевский медицинский институт
Наша цель заключалась в том, чтобы изучить в эксперименте влияние на организм животных гексахлорбензола (ГХБ) при различных сочетаниях высокой температуры воздуха и УФ-облучения.
В I серии исследований 3-месячному эксперименту подвергали 12 групп половозрелых крыс-самцов по 20 особей в каждой. Условия эксперимента .были следующими. 1-ю группу животных не затравляли пестицидом, она содержалась в виварии (в осенне-зимний период), находилась в условиях солнечного голодания, получая УФ-облучение в среднем на уровне 35 мкэр/см2, т. е. около 1/30 эритемной дозы (ЭД) в сутки. Животных 3, 5, 7, 9 и 11-й групп, как и 1-й группы, не затравляли, но подвергали воздействию изучавшихся физических агентов. Так, животных 3-й группы облучали оптимальной дозой УФ-облучения 400 мкэр/см2 (х/2 ЭД), 5-й группы — дозой 2000 мкэр/см2 (21/2 ЭД) в сутки, животных 7-й группы подвергали ежедневному 4-часовому воздействию высокой температуры воздуха, 9-й группы — УФ-облучению дозой 400 мкэр/см2 и высокой температуры воздуха, 11-й группы — УФ-облучению на уровне 2000 мкэр/см2 и воздействию высокой температуры воздуха. Животных 2, 4, 6, 8, 10 и 12-й групп ежедневно по 4 ч затравливали в специальной камере пылью ГХБ в концентрации 50 ± 5,1 мг/м3. При этом животных 2-й группы не подвергали воздействию УФ-облучения и высокой температуры воздуха, крыс 4-й группы облучали дозой 400 мкэр/см2, 6-й группы — 2000 мкэр/см2, 12-й груп-
