О РОЛИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА С ОТСТОЙНИКАМИ В ЗАДЕРЖКЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ СТОЧНЫХ ВОД Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

возраста, проводимого в различных зонах страны (Белоруссия, Подмосковье, Черноморское побережье, Карелия, Молдавия и др.).

Мы перечислили только некоторые вопросы охраны здоровья детей и пути их практического разрешения в сложных и специфических условиях Кольского Заполярья. Некоторые вопросы стало возможным решить только в результате объединенных усилий органов здравоохранения (заведующая облздравотделом заслуженный врач РСФСР Е. Г. Фарафон-това) и народного просвещения (заведующая облоно 3. Г. Избицкая), широкого привлечения медицинской и педагогической общественности, администрации школ, главных врачей детских поликлиник, Общества Красного Креста, Дома санитарного просвещения и родительского актива.

Наша дальнейшая задача состоит в широком внедрении в жизнь описанных в настоящей статье оздоровительно-профилактических мероприятий, направленных на укрепление здоровья детей и подростков Крайнего Севера.

ЛИТЕРАТУРА

Белостоцк а^я Е. М., Артамонов В. Н., ТелешевВ. А. В кн.: Гигиенические вопросы акклиматизации населения на Крайнем Севере, 1961, с. 83. — Г е р-ш к о в и ч С. М., Н е м з е р М. П. Педиатрия, 1952, № 7, с. 36. — Каценель-б а у м М. С. В кн.: Гигиенические вопросы акклиматизации населения на КрайнемСе-вере. М., 1961, с. 91. — Л а п и ц к и й Ф. Г. В кн.: Материалы докладов к 10-й научной сессии Ленинградск. детского ортопедического ин-та им. Г. И. Турнера. Л., 1966, с. 59.— Н е м з е р М. П. Рахит у детей с 1 года до 15 лет в условиях Мурманского Заполярья. Автореф. дисс. канд. Мурманск, 1966. — Тарасов Л. А. Вопр. охр. мат., 1958, № 6, с. 81.—Т а р а с о в Л. А. Физическое развитие и некоторые особенности состояния здоровья у школьников Заполярья (г. Мурманск) с 1947 по 1957 г. Автореф. дисс. канд. Л., 1960. —Тарасов Л. А. Педиатрия, 1963, № 9, с. 64. — О н ж е. Там же, № 10, с. 84.

Поступила 14/ХП 1967 Г.

УДК 628.35

О РОЛИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА С ОТСТОЙНИКАМИ В ЗАДЕРЖКЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ СТОЧНЫХ ВОД

Б. Н. Ильин

Биологические фильтры и аэротенки с отстойниками нашли применение при обработке радиоактивных сточных вод. Эффективность основных очистных сооружений городских станций очистки в задержке радиоактивных примесей бытовых сточных вод .изучали Л. Б. До-ливо-Добровольский с соавторами (1958, 1960), Е. А. Пугачев, Bhagat и Gloyna, Folsom с соавторами, Lewin и др. Данные литературы о степени задержки Sr, Се, Cs и некоторых других изотопов в первичном отстойнике отсутствуют. Нами установлено, что при 2-часовом отстаивании городской сточной воды Р32 задерживается на 18,6+2,1%, Sr89 — на 17+0,5%, Се144 —на 51,4+2% и смесь изотопов1 — на 22,4+2,6%. Коэффициенты накопления этих изотопов осадками первичного отстойника соответственно равны 35,4+1,7, 40,7+2,4, 334+26 и 57,5+6,2. Увеличение срока отстаивания сточной воды с 2 до 23—27 часов повышает степень задержки этих радионуклидов в 1V2—2 раза, при этом коэффициенты накопления практически не изменяются. Кроме того, центрифугированием сточной воды при 8000 об/мин. в течение 20 мин. определено, что за 2 часа отстаивания задерживается примерно 2/3 изотопа, связанного со взвешенными частицами, а Ч3 переходит на следующее очистное сооружение.

В литературе не встречается сведений о динамике эффекта дезактивации на биофильтрах. Только в работах Gemmel, Lawrence и Gilcreas, выполненных на песчаных фильтрах, отмечается со временем падение эффекта задержки радиоизотопов.

Непрерывные и продолжительные опыты при сравнительно одинаковых условиях эксперимента позволили выяснить некоторую динамику в величине задержки радиоизотопов биофильтром с вторичным отстойником (рис. 1). Так, в 1-е сутки радиоизотопы извлекаются из очищаемой сточной воды на 90—99% .затем эффект дезактивации с неодинаковой скоростью для разных изотопов падает до относительно постоянного уровня. Степень дезактивации сточной воды от Р32 понижается до постоянного уровня за 10—15 суток. В опытах со Sr^

1 Состав смеси: 16,8% радиоактивного Бг, 23,7% радиоактивного У, 1,7% радиоак-

тивного Сэ и 57,8% радиоактивного Се.

снижение эффективности до 65—70% длится около 3 месяцев. За 5 месяцев непрерывных опытов с Се144 не отмечено стабильного уровня задержки изотопа. За это время степень задержки Се144 понизилась с 99% (уменьшение концентрации Се144 в сточной жидкости в 100 раз) до 96% (уменьшение концентрации в 25 раз). При проведении этих опытов периодически определялась концентрация радионуклидов на разных глубинах биофильтра (5, 40, 100 и 145 см при высоте загрузки 150 см). Наблюдения показали, что в тот период, когда эффект дезактивации уменьшается до постоянного уровня, в фильтре нарастает концентрация соответствующего радиоизотопа (рис. 2). Когда же эффект дезактивации становится стабильным, концентрация радионуклидов в сооружении держится на постоянном наивысшем для данных условий опыта уровне. Концентрация Се144 в фильтре все 5 месяцев опыта продолжала нарастать, это позволило нам утверждать, что эффект дезактивации в конце 5-го месяца, равный 96%, не является постоянным.

При наступлении стабильной степени дезактивации, когда биофильтр содержит максимальное количество радиоизотопа, эффект задержки обусловлен отделением во вторичном отстойнике вымываемой радиоактивной биопленки, сорбционных возможностей вновь образующейся пленки и накоплении новых порций радиоизотопа взамен распавшихся. Последнее обстоятельство существенно в случаях с короткоживущими радиоизотопами.

Первоначальный высокий эффект задержки радиоизотопов биофильтром с вторичным отстойником отмечается и в том случае, когда сооружение уже насыщено данным элементом, например стабильным Р. Это объясняется тем, что радиоактивный Р в первые сроки разбавляется во всем количестве стабильного изотопа биомассы фильтра (концентрация Рза в фильтре возрастает).

%

гоо so go 70 во

JO

-Се

/44

'......Смесь

—Р

J2

Sz

SS

I'll_I_I_1_1_L_

V ^ ^s V ^

Сутки

Рис. 1. Эффект извлечения Р32, Бг89, Се144 и смеси радиоизотопов из сточной жидкости биофильтром с вторичным отстойником.

о/о го зо ¿о л7 зо /го /зо/зо г го /зо Су/лии

Рис. 2. Концентрация Р82 (а), Бг88 (б)

и Се144 (в) в биофильтре. 1— на глубине 5 см\ 2— на глубине 40 см-, 3 — на глубине 100 см; 4 — на глубине 145 см.

Радиохимические определения во время опытов со смесью осколочных радионуклидов подтвердили динамику задержки Sr и Се, наблюдающуюся в отдельных экспериментах с этими изотопами. За 2 месяца опыта радиоактивный Y задерживался биофильтром с вторичным отстойником на 95—88%, а радиоактивный Cs— на 90—82%.

Систематическое определение концентрации радиоизотопов в осадках вторичного отстойника показало, что в первые сроки коэффициент накопления Р32 и Се144 постоянно увеличивается (средние за каждую неделю коэффициенты были от 14 до 40—60 для Р32 и от 500 до 2000—2700 для Се144), а затем остается на наибольшем уровне. Динамика изменений коэффициентов накопления этих изотопов отражает характер возрастания их концентрации в биофильтре, а следовательно, и изменения дезактивирующего эффекта во времени. В опытах же со Sr*9 с первых и до последних суток наблюдений коэффиценты накопления этого изотопа осадками вторичного отстойника остаются примерно на постоянном уровне (в условиях нашего опыта были колебания от 100 до 175).

Обнаруженное различие в динамике коэффициентов накопления Р32, Се144 и Sr89 позволяет утверждать, что содержание первых двух изотопов в осадках вторичного отстойника в основном обусловлено концентрацией их в вымываемой биопленке, а содержание Sr*8 — концентрацией его в жидкой фазе фильтрата.

Установлено также, что наибольшая концентрация радиоизотопов во все сроки наблюдений обнаруживается в самых верхних слоях биофильтра, с глубиной же она уменьшается.

Динамика вымываемости накопленных биофильтром радиоизотопов имеет прямое отношение к санитарной охране водоемов: важно знать величину и продолжительность поступления их с отстоенным фильтратом в водоем. Кроме того, осадки вторичного отстойника могут содержать повышенные концентрации радионуклидов, что может препятствовать использованию их в народном хозяйстве.

В опытах с целью выяснения скорости вымывания накопленных биофильтром радиоизотопов установлено, что скорость «полууменьшения» концентрации Р32 в отстоенном фильтрате и осадке вторичного отстойника, а также в биофильтре (Т^фф.) равна 12 суткам (в условиях нашего эксперимента). Для Се144 Гэфф. составляла 71 сутки и для Sr89 — 35 суток (рис. 3). Используя эти величины и скорость физического распада радиоизотопа (ГфИ3.), мы рассчитали скорость «полувымывания» (Твыы) тех же изотопов из биофильтра; использовали зависимость:

_1___1_ _1

ТЭфф. Тфаз Т'вым.

Для Р32 ТВЬ1М равнялась 77 суткам, для Се144 — '94 и для Sr89 — 113 суткам. Видимо, сроки «полувымывания» радиоизотопов из биофильтра приближенно характеризуют скорость вымывания биологической пленки.

Выводы

1. В первичном отстойнике при 2-часовом отстаивании городских сточных вод задерживается 18,6% Р32, 17% Sr89 и 51,4% Се144, что составляет примерно 2/3 количества связанного с твердой фазой сточной жидкости.

2. Биологический фильтр с вторичным отстойником в первые сроки извлекает из сточной воды наибольшее количество (90—99%) радиоизотопов. В дальнейшем эффект дезактивации уменьшается — с неодинаковой скоростью для разных изотопов — до постоянного уровня. Величина эффекта дезактивации зависит от степени насыщения биофильтра соответствующим радиоизотопом: она тем меньше, чем больше концентрация радиоизотопа в сооружении.

3. Наибольшая концентрация радиоизотопов в биофильтре во все сроки дезактивации отмечается в самых верхних его слоях.

Скорость эффективного «полууменьшения» содержания Р32 в биофильтре при обычном режиме работы равна примерно 12 суткам, Sr89—35 суткам и Се144 — 71 суткам.

ЛИТЕРАТУРА

Д о л и в о-Д о б р о в о л ь с к и й Л. Б., Константинов Ю. П., Музыкантов Р. В. Бюлл. Московск. о-ва испытателей природы. Отд. биол., 1958, № 4, с. 153. — Долив о-Д обровольский Л. Б., Константинов Ю. П., Музыкантов Р. В. и др. Труды конференции по рациационной гигиене. Л., 1959, 1960, с. 58. — Пугачев Е. А. Водоснабжение и сан. техника, 1962, № 12, с. 13. — В h a g a t S. К., G 1 о у п а Е. F., Water a. Sewage Works, 1963, v. 110, p. 205. — F о 1 s o n Т. R., N o h a n-r a o G. I., G a r b e г W. F., J. Wat Pollut. Control Fed., 1963, v. 35, p. 304.—G emmelL, Nucleonics, 1952, v. 10, p. 40. — L a w r e n с e С. H., G i 1 с r e a s F. W., J. Wat Pollut. Control Fed., 1965, v. 37, p. 1289. — L e w i n V. H., J. Proc. Inst. Sew. Purif., 1965, v. 2, p. 166.

Поступила 2/X 1967 p.

л/л-г

Рис. 3. Динамика изменения концентрации Р32, Б г8 9 и Се144 в осадке вторичного отстойника при

вымывании этих изотопов из биофильтра. Пунктирной линией показана скорость физического распада радиоизотопа.

4 Гигиена и санитария № 2