CC BY
11
УДК 614.445:828.162.841-036.8-07
Проф. С. Н. Черкинский, канд. биол. наук В. А. Рябченко, канд. мед.
наук Н. А. Русанова
О КОНТРОЛЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ПО ОСТАТОЧНОМУ ХЛОРУ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ГОСТУ 2874-73
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова; Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, Москва
В процессе обеззараживания воды хлором и его соединениями большое значение придается количеству и форме остаточного хлора в воде как одному из показателей степени ее обеззараживания. Согласно ГОСТу 2874-73, питьевая вода считается эпидемически безопасной, если при коли-индексе не более 3 после 30-минутного контакта остаточный хлор в ней представлен в виде свободного в концентрации 0,3—0,5 мг/л или в виде связанного остаточного в концентрации 0,8—1,2 мг/л после часового контакта. Однако в практике обеззараживания воды на коммунальных водопроводах остаточный хлор часто бывает представлен не только свободным или связанным, но и самыми различными вариантами их сочетаний.
В связи с отсутствием данных по оценке эффективности бактерицидного и вирулицидного действия различных сочетаний свободного и связанного хлора и соответствующих рекомендаций относительно необходимой экспозиции хлора с водой на водопроводных станциях возникают значительные сомнения, что обусловливает частое неоправданное завышение уровня хлора.
Для изучения эффективности хлорирования воды при разном соотношении остаточного свободного и связанного хлора проведены специальные лабораторные исследования и наблюдения на ряде водопроводных станций Москвы, Куйбышева, Кишинева, Киева, Ростова-на-Дону, Новороссийска и др.
В лабораторных опытах обесхлоренную водопроводную воду заражали кишечными палочками (диким штаммом, выделенным из воды р. Москвы, с типичными морфологическими и биохимическими свойствами для Е. coli и штаммом № 675), колифагами Tj и Тг, а также вирусом полиомиелита типа I штамм Lsc 2 ab из расчета создания обсемененности, характерной для умеренно загрязненных вод поверхностных водоемов (Г. А. Багда-сарьян и Е. Л. Ловцевич; Л. В. Григорьева; В. И. Зотова и Л. А. Мыш-ляева; С. Н. Черкинский и соавт., и др.). По нашему мнению, соблюдение естественного для природной воды количественного соотношения между указанными микроорганизмами может позволить более правильно, без завышенных требований решать вопрос об эффективности хлорирования для реальных условий работы водопроводных станций. Поэтому исходная концентрация кишечных палочек составляла 1,1 • 104—4,5-108 в 1 л воды, фагов — 1,0-103—3,2-103 БОЕ/л, вирусов — 5—30 ЦПДЬ0/л.
Зараженную воду подвергали хлорированию из расчета получения общего остаточного хлора через 30 и 60 мин 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 и 1 мг/л с разным сочетанием в нем свободного и связанного хлора. Для определения общего остаточного хлора использовали йодометрический метод, раздельное определение свободного и связанного хлора (моно-и дихлораминов) осуществляли по методу Пейлина, согласно ГОСТу 18190-72. В исследованиях, проводимых на водопроводных станциях, где резервуары чистой воды рассчитаны на ее 30-минутное пребывание, часовой контакт с хлором обеспечивали дополнительным получасовым выдерживанием в темноте воды, отобранной из резервуара в 10-литровую стеклянную емкость.
Коли-индекс натурной воды, приходящей на водоочистные сооружения, составлял 1,3- 10а—2,0-10*, индекс колифагов — от 5- 10а до
Бактерицидное действие свободного и связанного хлора при совместном и раздельном
содержании в воде, М±т
Остаточный хлор, мг/л Коли-индекс
после контакта с хлором
общий свободный связанный исходный 30 мин 60 мин
0,2—0,25 0,21 ±0,01 0 (1,1 ±0,03) 10« 0—3 0—3
0,11 ±0,02 0,10±0,03 (4,3±0,01) 10* 3—9 0—5
0 0,23 ±0,02 (4,1 ±0,01) 10« 88—106 17—41
0,3—0,4 0,20 ±0,02 0,15 ±0,05 (4,0±0,01) 10« 0—3 0-2
0,13 ±0,03 0,26±0,03 (4,2±0,01) 10« 0—4 0—2
0. 0,35±0,04 (5,5 ±0,03) 10« 2—15 0—8
0,5—0,6 0,32 ±0,01 0,24 ±0,02 (3,2±0,01) 10« 0—1 0
0,21 ±0,01 0,36 ±0,05 (2,9±0,03) 10« 0—3 0—3
0,10±0,02 0,45±0,04 (4,0±0,01) 10« 0-3 0—3
0 0,55 ±0,04 (2,7 ±0,03) 10« 0—7 0—6
0,7—0,75 0,20 ±0,03 0,52±0,01 (2,7±0,01) 10« 0—1 0—1
0,13±0,01 0,62 ±0,02 (3,4±0,03) 10« 0—2 0—1
0 0,73±0,03 (4,5±0,02) 10« 0—4 0—1
0,8—1,0 0,12±0,01 0,85±0,10 (1.4±0.01) 10» 0—1 0
0 0,91 ±0,08 (4,5±0,02) 10» 0-4 0—1
3-Ю2 БОЕ/л, энтеровирусов — до 5 ПЦД50/л. Количество кишечных палочек в исходной воде и после водоочистных сооружений определяли так же, как и в лабораторных опытах, с использованием метода мембранных фильтров по ГОСТу 18963-73, содержание колифагов — методом агаровых слоев по Грациа. Количество энтеровирусов учитывали по цитопатогенному действию на однослойной культуре клеток почек обезьян. Концентрирование вируса из 2 л исходной и обработанной воды осуществляли на смоле АВ-17.
В лабораторных условиях проведено более 3000 опытов, на водопроводных станциях — около 500.
В табл. 1 приведены данные лабораторного изучения действия разных комбинаций свободного и связанного хлора на кишечные палочки (Р < 0,05).
Согласно полученным результатам, минимальным уровнем остаточного хлора, при котором наблюдается обеззараживание воды до требований ГОСТа 2874-73 «Вода питьевая» по кишечной палочке, является количество 0,2 мг/л, полностью представленное в свободной форме. При увеличении концентрации общего остаточного хлора до 0,3—0,4 мг/л необходимая степень обеззараживания по коли-индексу в условиях 30-минутного контакта достигается только в том случае, если в его состав входит не менее 0,2 мг/л свободного хлора, а при часовом периоде контакта — не менее 0,1 мг/л. Хлорирование воды из расчета получения после 30-минутной экспозиции общего остаточного хлора 0,5—1,0 мг/л дает надежный бактерицидный эффект при содержании в нем свободного хлора 0,1 мг/л. Присутствие в воде только связанного хлора в концентрации 0,5—0,6 мг/л не гарантирует снижения коли-индекса до 3 даже при часовом контакте. В то же время наличие связанного остаточного хлора (0,7—1,0 мг/л) за этот период контакта обеспечивает обеззараживание воды до требований стандарта.
Таким образом, анализ полученных результатов показал, что число кишечных палочек после 30-минутного контакта с хлором никогда не превышало 3 в 1 л, если в воде находился свободный остаточный хлор в концентрации 0,2 мг/л (даже в отсутствии связанного хлора) или 0,1 мг/л при обязательном наличии остаточного связанного хлора 0,4 мг/л и более. Указанный бактерицидный эффект достигался и в отсутствие свободного хлора. В этом случае требовались часовой контакт и наличие связанного остаточного хлора в концентрации не менее 0,7 мг/л.
Вирулицидиое действие свободного и связанного хлора при совместном и раздельном
содержании в воде, М + т
Остаточный хлор, мг/л Количество колифагов. БОЕ/л
□осле контакта с хлором
общий свободный связанный исходное 60 или
30 ыин
0,3—0,4 0,36 ±0,03 0 (1,0±0,002)-103 0—4 0
0,21 ±0,02 0,15 ±0,04 (2,1 ±0,001). 10» 0,10 0-5
0,11 ±0,02 0,24 ±0,03 (3,2 ±0,004)-103 2—21 0—10
0,5—0,6 0,40 ±0,02 0,15 ±0,05 (2,4 ±0,003)-103 0 0
0,32 ±0,03 0,26 ±0,03 (3,2 ±0,004)-103 0—2 0—1
0,21 ±0,01 0,34 ±0,04 (3,1 ±0,003)-103 0-4 0—4
0,10±0,01 0,45 ±0,06 (2,2 ±0,001)* 103 0—16 0—5
0,7—0,75 0,33±0,01 0,41 ±0,02 (1,1 ±0,001)-103 0—2 0
0,22 ±0,01 0,53 ±0,02 (1,7 ±0,005)-103 0—3 0—1
0,12 ±0,02 0,65 ±0,03 (1,3 ±0,002). 103 0—4 0—1
0 0,71 ±0,04 (1,5±0,003)* 103 0—8 0—2
0,8—1,0 0,31 ±0,01 0,62 ±0,015 (1,0±0,001)-103 0 0
0,23 ±0,02 0,70 ±0,01 (2,2 ±0,001). 103 0—2 0—2
0,10±0,01 0,81 ±0,00 (1,5 ±0,004)-103 0—3 0—2
0 0,92 ±0,12 (1,5±0,004). 103 0—7 0—1
Аналогичные данные, показавшие, что бактерицидный эффект, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 2874-73, обеспечивается за 30 мин контакта при наличии 0,2 мг/л свободного остаточного хлора или за 1 ч контакта при концентрации не менее 0,8 мг/л связанного хлора, были получены на кафедре коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова А. А. Семеновой. В наших исследованиях мы продолжили наблюдения, имея в виду изучение условий обеззараживания воды в отношении фагов и вируса полиомиелита.
Анализ данных табл. 2 (Р=0,05) о действии на колифаги свободного и связанного хлора показывает, что фаги устойчивы к хлору несколько более, чем кишечные палочки. Находясь в воде в концентрации, в 10 раз меньшей, чем последние, фаги при тех параметрах хлорирования (см. табл. 1), которые приводят к снижению коли-индекса до СЗ, выживают в большем количестве. В отношении колифагов количество общего остаточного хлора 0,2 мг/л, если даже он весь находится в свободной форме, оказывается недостаточно эффективным и только одновременное присутствие с ним в воде связанного хлора в концентрации не менее 0,3 мг/л позволяет снизить их численность до 0—4 БОЕ/л при 30-минутном контакте. При увеличении уровня остаточного свободного хлора до 0,3 мг/л инактивация колифагов до 0—4 БОЕ/л происходит при той же длительности контакта независимо от содержания в воде связанного хлора. За 30 мин контакта эффективное обеззараживание может быть достигнуто, согласно данным табл. 2, при совместном присутствии в воде 0,1 мг/л свободного и 0,7— 1,0 мг/л связанного остаточного хлора. В случае если в воде присутствует только последний, обеззараживание воды от фагов до 0—4 БОЕ/л происходит лишь при содержании связанного хлора не менее 0,7 мг/л и часовом контакте.
В результате исследований воды, содержащей вирус полиомиелита в концентрации 5—30 БОЕ/л, установлено, что в условиях 30-минутного контакта вирус не обнаруживали в воде с содержанием остаточного свободного хлора 0,1 мг/л при концентрации общего остаточного хлора 0,7— 1,0 мг/л. При наличии свободного хлора 0,2 мг/л вирус не выделяли при уровне общего остаточного хлора 0,6—1,0 мг/л. Это указывает на большое значение свободного хлора в процессе обеззараживания: если содержание его меньше требуемого по стандарту (0,2 мг/л), то необходимый эффект можно получить за 30 мин контакта при добавочном содержании всего лишь
0,4 мг/л связанного хлора. Вирулицидное действие свободного хлора в количестве 0,3 мг/л эффективно как при следах связанного хлора, так и при полном его отсутствии, что подтверждает требования стандарта. Надежная эффективность обеззараживания воды в отношении энтеровирусов достигается также и одним связанным хлором при его содержании в воде не менее 0,7 мг/л и времени контакта 1 ч. При сравнении данных, приведенных в табл. 1 и 2, с результатами исследований по обеззараживанию воды, содержащей вирус полиомиелита, установлено, что вирусы после хлорирования не выделяются из воды при тех сочетаниях свободного и связанного хлора, которые снижают коли-индекс до ^ 3, а содержание колифагов — до ^4.
Дополнительно мы проводили, как указано выше, наблюдения на действующих водоочистных сооружениях. Полученные данные подтверждают результаты лабораторных экспериментов. Так, в присутствии свободного хлора в концентрации 0,2—0,4 мг/л при наличии связанного хлора или без него цитопатогенные агенты из воды резервуаров после получасового контакта не были выделены ни в одном случае. Уровень связанного остаточного хлора 0,7—1,0 мг/л также обеспечивал необходимый эффект обеззараживания от бактерий и вирусов.
Таким образом, результаты исследований бактерицидного и вирули-И.ИДНОГО действия различных сочетаний свободного и связанного хлора показывают, что эффективность обеззараживания зависит не только от количества общего остаточного хлора, но и от соотношения в нем свободного и связанного хлора. Чем выше содержание свободного хлора при одном и том же суммарном остаточном хлоре, тем эффективнее его действие в отношении бактерий и вирусов.
Выводы
1. Предложенные в ГОСТе 2874-73 «Вода питьевая» нормативы контроля эффективности обеззараживания воды по остаточному хлору подтверждаются: наличие в воде свободного остаточного хлора в концентрации 0,3 мг/л после 30-минутного периода контакта или 0,8—1,2 мг/л связанного остаточного хлора после часового контакта гарантирует эпидемическую безопасность питьевой воды.
2. Наряду с этим получены следующие данные, которые рекомендуется использовать при пересмотре ГОСТа 2874-73 «Вода питьевая». Преимущественная роль в процессе обеззараживания принадлежит свободному хлору. Для получения надлежащего по гигиеническим требованиям вирулицид-ного и бактерицидного эффекта минимальное содержание свободного остаточного хлора должно быть не менее 0,2 мг/л. При этом даже в условиях получасового контакта достаточно наличия 0,3—0,4 мг/л связанного хлора. При увеличении периода контакта до 1 ч необходимый бактерицидный и ви-рулицидный эффект может быть обеспечен при значительно меньшей концентрации связанного остаточного хлора (0,4 мг/л вместо 0,8—1,2 мг/л), если в воде присутствует хотя бы 0,1 мг/л свободного хлора.
ЛИТЕРАТУРА. Багдасарьян Г. А., Ловцевич Е. Л. Индикация и инактивация кишечных вирусов в объектах внешней среды. М., 1972, с. 82—85. — Григорьева Л. В. Санитарная бактериология и вирусология водоемов. М., 1975, с. 137—139. — Зотова В. И., Мышляева Л. А. — Гиг. и сан., 1976, № 3, с. 63—65. — Семенова А. А. — Гиг. и сан., 1977, № 1, с. 15—18. — Ч е р к и н -с к и й С. Н., Ловцевич Е. Л., Рябченко В. А. — Там же, 1970, № 3, с. 7—11.
Поступила 22/11 1978 г.
CONTROL OF EFFECTIVENESS OF DRINKING WATER DISINFECTION ACCORDING TO RESIDUAL CHLORINE VALUE GIVEN IN STATE
STANDARD 2874-73
S. N. Cherkinsky, V. A. Ryabchenko, N. A. Rusanova
Results of laboratory investigations and that of field observations made at water works confirm the standard values set for the control of effectiveness of drinking water disinfection judging by the residual chlorine value, recommended by State Standard 2874-73 «Drinking Water». The finding was that the required effect of water disinfection may be attained after 30min of contact in case of joint presence in water of 0.2mg/l of free residual chlorine and that of combined chlorine at a concentration not less than 0.3 mg/1 or after 1 hr of contact with 0.1 mg/1 of free residual chlorine and not less than 0.4 mg/1 that of the bound one.
УДК 613.63:547.531-06:613.644
Проф. О. В. Верзилова, канд. биол. наук А. В. Родников, Л. А. Никитина, Э. В. Роом, канд. биол. наукТ?. В. Комарова, Ф. Л. Разбаш, Л. Н. Зимина
СОЧЕТАННОЕ ДЕ ЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ БЕНЗОЛА, ВИБРАЦИИ И ШУМА
Научно-исследовательский институт гигиены водного транспорта Министерства здравоохранения СССР, Москва
На судах морского флота регулярно транспортируется наливным способом большое количество бензола. ПДК его утверждена без учета действия сопутствующих физических факторов. При разработке санитарных норм допустимых для судов уровней вибрации и шума также не учитывалась возможность одновременного воздействия на организм бензола. В ряде работ (В. А. Михайлов; Г. В. Белобрагина и Л. Я. Тартаковская; Е. М. Не-известнова; Л. Я. Тартаковская и И. А. Павлова; Л. Я. Тартаковская и Л. Г. Малькова) по изучению сочетанного действия вибрации, шума и некоторых токсических факторов (ртуть, марганец, свинец, ацетон и др.) механизм совместного действия указанных физических факторов с бензолом не был изучен, что послужило основанием для проведения нами настоящего исследования.
В опытах на 180 белых крысах мы определяли изменения физологиче-ских и биохимических показателей при хроническом (5 мес) воздействии бензола в условиях ингаляционного и подкожного поступления его в организм на пороговом уровне (соответственно 15 мг/м3 и 0,51 г/кг), а также при ингаляционном воздействии его на уровне ПДК (5 мг/м3). В течение последних 21 дней эксперимента животные подвергались дополнительно воздействию вибрации при 16 Гц и 80 дБ и шума 66 дБ (ПДУ). При этом крысы, получавшие бензол ингаляционно, как и ранее, находились в затравочных камерах ежедневно по 4 ч; на остальное время их помещали на вибростенд и подвергали воздействию вибрации и шума и одну группу — воздействию только шума. При подкожном введении бензола 2 раза в неделю, которое продолжалось до конца эксперимента, животные в течение последних 21 дней круглосуточно находились на вибростенде и одна группа в течение того же времени подвергалась воздействию шума. Одна группа служила биологическим контролем.
Полученные данные показали, что при дополнительном действии вибрации и шума на фоне хронического воздействия бензола на пороговом уровне неблагоприятные изменения ряда физиологических функций усиливаются, превышая пороговый уровень. Так, статистически достоверно отставал прирост массы тела животных, снижалась частота дыхания (А<0,002—рис. 1), сердечных сокращений (Р<0,001). Несмотря на то что при воздействии вибрации количество эритроцитов и гемоглобина в крови повышалось, эта компенсаторная реакция не могла сохранить на нормальном уровне кислородный баланс тканей и напряжение кислорода в крови снизилось на 20,8 мм рт. ст. по сравнению с контролем (Р<0,01), а содержание окси-
