CC BY
10
ме. На основании приказа Минздрава СССР № 707 от 10 июня 1983 г., регламентирующего уровень планирования в зависимости от уровня внедрения, часть тем, не предусматривающих союзный уровень внедрения, исключена из проблемно-тематического плана на 1988 г.
Особое внимание следует обратить на важность организации действенного комплексирова-ния при выполнении НИР с четким определением реально предполагаемого вклада всех соисполнителей. Основную роль при этом должны играть секции. Только при условии рационального использования материально-технических ресурсов и кадрового потенциала возможно имеющимися силами решить те задачи, которые на сегодняшний день стоят перед проблемной комиссией.
Безусловно, требует пересмотра деятельность проблемной комиссии и ее секций по проведению организационных мероприятий. По-видимому, больше вопросов, и прежде всего касающихся нормативно-методических документов, следует выносить на обсуждение на рабочих совещаниях специалистов, что позволит без ущерба снизить число проводимых пленумов секций. Целесооб-
разной представляется практика проведения объединенных заседаний секций по решению взаимосвязанных вопросов, что будет способствовать интеграции гигиенических знаний, укреплению межсекционных связей и расширению активного комплексировапия специалистов различного профиля.
Поступила 06.06.88
Summary. A retrospective and scientific metric analysis of the work of the task-force committee "Scientific principles of environmental hygiene", its sections and subordinate institutions was carried out. The analysis demonstrated a major role of hygienic institutes in the development of the above problem and the least contribution of research epidemiologic, microbiologic and hygienic institutes along with chairs of medical institutes. Emphasis was given to a low share (33 %) of materials introduced at the All-Union level in relation to the whole amount of the research on the problem, to easing of control on the realization-of plans for introducing research results into practice since 1981 by the sections of the task-force committee, inconsistence of the research subjects and their results introduced. Attention was paid to the shortcomings in the work of the task-force committee and its sections, necessity of their work intensification, primarily in planning which is one of major levels in raising efficacy of the research, their orientation at solving priority problems.
УДК 614.777:674.8231-074
Л. Ф. Морозова, С. И. Плитман, Н. И. Мойсеенко, Ю. В. Новиков, Л. В. Кудрин, 10. А. Ноаров, Р. М. Хвастунов
О САНИТАРНЫХ ПОСЛЕДСТВИЯХ ЗАТОПЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
НА ВОДОХРАНИЛИЩАХ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмаиа
Проблема водообеспечения в большинстве про-мышленпо развитых стран чаще всего решается путем строительства водохранилищ. В СССР в настоящее время имеется значительное число водохранилищ объемом около 1 млн м3 [14]. При зарегулировании водоемов имеет место затопление значительных объемов некондиционной древесины.
Данные о влиянии затопленной древесины па санитарные показатели качества воды в научной литературе малочисленны и противоречивы. Так, в ряде работ [5—7] отмечается влияние древесной растительности на газовый режим и прежде всего на такой показатель, как растворенный кислород. Объясняется это тем, что для разложения древесины требуется большое количество кислорода (2—2,5 т на 1 т органического вещества) [17]. Доказано, что поглощение его из воды может идти за счет химического окисления некоторых веществ, входящих в состав древесины. Так, известно, что лигнин древесины содержит недоокисленные фенолы, способные к активной абсорбции кислорода. Однако в основном поглощение происходит за счет дыхания бактерий, развивающихся при наличии водорастворимых веществ [15]. При температуре 20 и 27 °С
этот процесс идет сравнительно быстро. Концентрация кислорода в воде за 30—45 ч снижается до нуля. При более низких температурах время, в течение которого происходит полное поглощение кислорода, увеличивается до 145, 188 и 242 ч соответственно при 10, 6 и 4°С. В этих случаях для процесса поглощения кислорода необходимо больше времени. Возможен и физический процесс адсорбции кислорода.
Другие авторы [8—10] считают, что затопление леса оказывает на водоем лишь местное и временное влияние.
Наиболее полные исследования по установлению влияния древесной растительности на качество воды выполнены А. И. Денисовой [4], О. Е. Ланчиковой и В. Г. Каплииым [11]. Авторы выявили в экспериментальных условиях примерный уровень поступления в воду из древесины белков (0,1 —10%), целлюлозы (15—50%), растворимых углеводов и лигнинов (10—30%). Отмечено, что наибольшее количество биогенных и органических веществ поступает из высшей водной растительности, на втором месте находится луговая растительность, на третьем — древесина [3].
Важно учитывать то обстоятельство, что разложение затопленной луговой и высшей растительности может вызывать более сильное химическое загрязнение воды, чем разложение древесной, однако процесс деструкции древесины в воде протекает значительно дольше. Такая же закономерность существует и для бактериального загрязнения, росту которого способствует вымывание из древесной и луговой растительности белков, целлюлозы, редуцирующих Сахаров. Особенно выражены эти процессы в анаэробных условиях н щелочной среде. Процесс может усугубляться наличием азотсодержащих веществ, способствующих увеличению сроков выживания, а в отдельных случаях и размножению вносимой в водоем патогенной микрофлоры [1, 16].
Однако авторами указанных выше работ не был рассмотрен ряд вопросов, имеющих прямое отношение к санитарным аспектам. Так, не изучены санитарные последствия поступления в водоем продуктов разложения древесной растительности в условиях сброса в них хозяйственно-бытового стока.
Цель настоящей работы заключалась в том, чтобы выявить последствия затопления древесины в условиях, максимально приближенных к реальным, включая влияние хозяйственно-бытового стока. В связи с этим первоочередной задачей было усовершенствование методики эксперимента. Сущность ее заключалась в следующем. Для моделирования взяты реальные параметры одного из проектируемых в стране водохранилищ. Согласно этим параметрам, объем затапливаемой древесины в водохранилище должен составить 37,5 млн м3, средний объемный вес этой древесины 0,6 т-м3, а общий ее вес 22,5 млн т. Объем водохранилища, по данным проекта, в среднем 241,3 км3 (максимальный 409,4 км3 и минимальный 64 км3).
Исходя из этого расчета нагрузка древесины на единицу объема воды составит: 22,5-10'2 _ 241,3-10" ~ 0,1 г/л;
при минимальном объеме водохранилища:
С учетом того, что моделирование процесса осуществляли в 20-литровых сосудах, загрузка их древесиной составляла 2 г (минимальная) и 7 г (максимальная). В качестве древесной растительности были взяты хвойные породы (в основном некондиционные), которые невыгодно использовать в промышленности, и по этой причине эта растительность (хвойное мелколесье) будет оставлена в ложе водохранилища несведенной. Модели заполняли водой, минеральный состав которой имитировал природную воду объекта, где намечено строительство. В качестве хозяйственно-бытового стока использовали нор-
мативпо-очищенный сток одной из станций аэрации. Расчет сбрасываемого стока также выполнен исходя из параметров технико-экономического обоснования (ТЭО). Так, ежесуточный объем сбрасываемых сточных вод определяется расходом 50 тыс. м3/сут, а минимальный объем водохранилища 64-109 м3; таким образом, за год общее количество стока в эксперименте должно составлять:
1,83-Ю7
64,0-10» = °>28л'-
следовательно, в 20-литровый сосуд следует внести 5,6 л.
Почву (торф) брали слоем 1 см.
Исследования проведены в условиях различных температур (20—22 и 6—8°С), разной почвенной и древесной загрузки. Кроме того, опыты выполняли при подпитке хозяйственно-бытовым стоком и без него, с учетом реального водообмена, минимального и максимального объемов наполнения водохранилища, предусмотренных ТЭО. Еженедельно проводили наблюдения за пермапганат-ной и бихроматной окисляемостью (ХПК), уровнем растворенного кислорода, БПК5, концентрацией азота аммиака, нитратов, нитритов, индексами бактерий группы кишечной палочки (БГКП), содержанием лактозоположителыюй кишечной палочки (ЛК.П), клебсиелл, энтерококков. Определения вели по общепринятым методикам [2, 12, 13].
Выявлено, что в серии опытов при температуре 20—22°С в экспериментальных водоемах с минимальной загрузкой древесиной и почвой, но без добавления хозяйственно-бытового стока уровень растворенного кислорода снижается в 3 раза, окисляемость увеличивается в 10 раз и концентрация аммонийного азота — в 2,5 раза по сравнению с фоновой (показатели нулевого дня). При максимальной загрузке экспериментальных водоемов древесиной и почвой наблюдается ухудшение изучаемых показателей более выражено. Так, уровень растворенного кислорода снижается в 6 раз, окисляемость и концентрация аммонийного азота увеличивается в 30 и 20 раз соответственно.
Влияние различных количеств древесины на санитарные показатели воды без добавления хозяйственно-бытового стока менее выражено, хотя и сохраняет ту же тенденцию. Так, в условиях минимальной загрузки в водоемы древесины при температуре 20—22°С снижение уровня растворенного кислорода в воде составило 25 %, содержание азота аммиака увеличивалось вдвое. При максимальной загрузке древесины уровень растворенного кислорода снизился в 4 раза. Одновременно установлено, что почва и древесина являются источником бактериального загрязнения воды. Так, индекса БГКП воды при почвенной загрузке достигал 5,38, а древесной — 6,38. Отмирание микроорганизмов при макси-
малыюм затоплении почвы и древесины проксхо-дило более медленно, чем при минимальном. ЩГ Таким образом, даже без подпитки хозяйственно-бытовым стоком как почва, так и древесина являются источником химического и биологического загрязнения воды. В этом случае ухудшение ее санитарно-химических показателей обусловлено продуктами вымывания и разложения затапливаемых объектов.
Следующая серия опытов проведена также в условиях различных температур и загрузок экспериментальных водоемов древесиной, но с однократным введением в них хозяйственно-бытового стока. На протяжении 3 мес при минимальной загрузке древесины и температуре 6—8°С не отмечено ухудшение санитарно-химических показателей качества воды. При максимальной загрузке в тех же условиях к концу периода наблюдения уровень азота аммиака по сравнению с фоновым увеличивается с 0,55 до 3,6 мг/л, перманга-натная окисляемость возрастает с 10,1 до 16 мг 02/л, ХПК —с 30,8 до 92 мг 02/л, уровень ■ растворенного кислорода снижается до 1,92 мг ¥ о2/л.
В условиях минимальной загрузки водоемов древесиной и при температуре 20—22°С также не отмечено существенных отклонений по сравнению с фоновыми показателями и контрольным водоемом. Однако максимальная загрузка древесиной привела к значительному ухудшению качества воды. Так, выше нормы (2 мг/л) стало содержание азота аммиака (повышение с 0,68 до 2,84 мг/л), увеличились пермангаиатная окисляемость (в 8,7 до 25 мг 02/л), ХПК (с 28,6 до 89,6 мг 02/л), уровень растворенного кислорода снизился до 0,63 мг 02/л.
Таким образом, даже однократная подпитка водоемов хозяйственно-бытовым стоком активизирует процесс деструкции затопленной в них древесины по сравнению с таковым в условиях, когда поступление стока исключено. Наиболее отчетливо это явление отражается на таком пока-зателе, как уровень растворенного кислорода: ™ без подпитки стоком величина его составляет 1,6 мг 02/л, с подпиткой — 0,64 мг 02/л; содержание азота аммиака без подпитки 0,7 мг/л, с подпиткой 2,84 мг/л.
Для прогнозирования санитарных последствий зарегулирования наиболее цепная информация была получена в условиях регулярной подпитки моделей нормативно-очищенным хозяйственно-бытовым стоком. Установлено, что в контрольных водоемах (без древесины) виутриводоемные процессы стабильны в динамике. Об этом свидетельствуют сравнительно небольшие колебания уровня аммонийного азота (0,3—0,44 мг/л), азота нитратов (1,56—1,66 мг/л), перманганатной окисляемости (5,2—6,7 мг 02/л), растворенного кислорода (9,12—12,16 мг 02/л), ^ индекса ЛКП (4,38—5,38). Это дает основание считать, что характер органического загрязнения, поступаю-
¥
щего в модельный водоем с хозяйственно-бытовым стоком, сравнительно постоянен, и на этом фоне может быть вычленено влияние продуктов деструкции древесины.
В опытных водоемах в условиях загрузки минимальным объемом растительности и низкой температуры наблюдается увеличение содержания аммонийного азота на 45 %, ХПК на 25 % по сравнению' с контролем, и к 4-му месяцу их концентрация составляет соответственно 0,48 мг/л и 36 мг 02/л.
В опытах с максимальной загрузкой древесиной уже через 1 мес обнаружено увеличение содержания аммонийного азота на 83%, а к 4-му месяцу — на 350 % по сравнению с контролем, и его концентрация достигала 1,8 мг/л. Примерно такая же динамика отмечена и в отношении ХПК. К 4-му месяцу резко снизилось и содержание растворенного кислорода (относительно контроля) — па 66 % к составило 2 мг 02/л. В первые 2 мес опыта по сравнению с контролем ухудшились санитарпо-микробиологические показатели. Так, увеличение индекса ЛКП к 4-му месяцу достигло 22 % и было па порядок выше контроля (в опыте 5,38, в контроле 4,38).
В этой же серии опытов при температуре воды 20—22 °С и максимальной загрузке древесиной показатели качества воды еще более ухудшались. Так, содержание растворенного кислорода снижалось по сравнению с контролем на 90 % и составляло 0,63 мг 02/л; па 300 % возрастала величина ХПК и достигала 89,6 мг 02/л. Контрольные уровни по отмеченным показателям не наблюдались даже через 2 года.
Скорость самоочищения воды в опытных водоемах по соотношению ЛКП/ФКП была на 28 % ниже по сравнению с контролем.
Таким образом, при температуре воды проектируемого водохранилища 6—8°С следует ожидать, что при обеспечении сброса даже нормативно-очищенного хозяйственно-бытового стока при минимальном объеме наполнения водоема качество воды не будет отвечать гигиеническим требованиям. Это относится к таким показателям, как уровень растворенного кислорода (2 мг 02/л), ХПК (64 мг 02/л), 1§- ЛКП (5,38)'; скорость же самоочищения снизится по сравнению с существующей в реке па 28 %.
Литература
). Багнюк В. М., Денисова А. И., Майстренко Ю. Г.// Совещание по прогнозированию содержания биогенных элементов и органического вещества в водохранилищах: Материалы. — Рыбинск, 1969. — С. 53—61.
2. ГОСТ 2874—82 Вода питьевая. — М., 1984.
3. Денисова А. И., Майстренко 10. Г., Багнюк В. М. // Совещание по прогнозированию содержания биогенных элементов и органического вещества в водохранилищах: Материалы.— Рыбинск, 1969. — С. 45—52.
4. Денисова А. И. Формирование гидрохимического режима водохранилищ Днепра и методы его прогнозирования.— Киев, 1979.
5. Драчсв С. М., Кабанов И. М., Сологуб А. М. // Б юл. Моск. о-ва испытателен природы. Отд. Биол.— 1957.— Т. 62. выи. 2 — С. 81—88.
6. Драчев С. М. Борьба с загрязнением рек, озер и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками.— М„; Л., 1964.
7. Качурин Б. М. // География Сибири в условиях научно-технического прогресса. — Новосибирск, 1975. — С. 18—24.
8. Кибальчич И. Л., Белова И. М., Брук Е. С. и др. // Гиг. и сан. — 1960, — № 1, —С. 15—20.
9. Кибальчич И. Л. Санитарные вопросы гидростроительства.— М., 1965.
10. Кожива О. М., Вербелова И. В.// Формирование планктона и гидрохимия Братского водохранилища.— Новосибирск, 1973.— С. 119—137.
11. Ланчикова О. Е., Каплин В. Г.// Гидрохим. материалы. — 1970. — Т. 53, —С. 139—144.
12. Методические указания по санитарно-микробиологиче-скому анализу воды поверхностных водоемов. — М., 1981.
13. Новиков Ю. В., Ласточкина К. О., Болдина 3. 11. Ме-
тоды определения вредных веществ в воде водоемов.— М„ 1981.
14. Сиренко Л. А. //Водные ресурсы.— 1979. — № 4.— С. 17—27.
15. Соловьев В. А., Гашкова М. Я-, Алексеев А. С., Та-шев А. П. Влияние древесины на кислородный баланс водоемов.— Л., 1985.
16. Станкевич В. В. //Гигиена населенных мест.— Киев, 1978, —Вып. 17, —С. 17—21.
17. Экономико-экологическая оценка последствий создания ГЭС и водохранилищ: Обзор, информация.— М., 1977.
Поступила 15.01.88
Summary. Sanitary effect of wood submersion in water reservoirs has been studied, priority criteria of forecasting water quality being determined. Thus, for a minimal submersion of water reservoirs a 6-fold increase of ammonia nitrogen, 3-fold elevation of bichromium oxidation and a 30 % decrease in natural purification capacity are predicted. Under maximum submersion the standard quality of water won't be achieved during the initial period.
УДК 614.777:628.33]-074
В. Г. Надеенко, Е. А. Борзунова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХВОСТОХРАНИЛИЩ, ШЛАМООТСТОЙНИКОВ И НАКОПИТЕЛЕЙ СТОЧНЫХ ВОД
Свердловский НИИ гигиены труда и профзаболеваний
Многие предприятия цветной металлургии относятся к числу водоемких производств, на которых образуется значительный объем интенсивно загрязненных сточных вод. В отдельных случаях степень загрязнения последних настолько велика, что они представляют собой пульпу (отношение твердой фазы к жидкой составляет 1 : 10). При этом в сточных водах содержатся разнообразные химические соединения (флотореагенты, тяжелые металлы и др.). Для такой категории сточных вод еще не разработаны эффективные способы промышленной очистки. Вместе с тем объем осадка в сточных водах настолько велик, что требуется его складирование в больших емкостях. В качестве таких емкостей используются специально построенные гидротехнические сооружения 1 или в отдельных случаях естественные небольшие водоемы, не имеющие народнохозяйственного значения.
Если учесть, что хвостохрапилища наряду с принятием большого количества твердых отходов позволяют регулировать сброс сточных вод в водоемы, уменьшать количество органических загрязняющих веществ, осаждать водопераство-римые соединения металлов и др., то, естественно, они могут рассматриваться на определенном этапе оздоровления окружающей среды как сооружения, имеющие важное гигиеническое значение в охране водных ресурсов. Однако длительная эксплуатация хвостохранилищ привела к
1 Далее в тексте все сооружения называются хвосто-храннлнщами.
тому, что в окрестностях многих предприятий цветной металлургии накопилось большое количество жидких и твердых промышленных отходов. Большая часть хвостохранилищ построена без соблюдения необходимых санитарно-техниче-ских требований (гидроизоляция ложа, регулируемый сброс и др.), эксплуатируется с большими нагрузками. Не исключаются аварийные ситуации, при которых возникает реальная опасность залпового сброса сточных вод в водоемы, а также миграции химических веществ в подземные воды.
На примере ряда хвостохранилищ нами было показано, что после отстаивания в них степень загрязнения промышленных сточных вод остается высокой. Из сточных вод в основном осаждается крупнодисперсная взвесь, разлагаются некоторые флотореагенты, уменьшается их концентрация, снижается количество органических веществ.
Следует отметить, что процессы разложения органических веществ в хвостохранилищах замедленны. В связи с этим при повышенных нагрузках, когда время отстаивания сточных вод уменьшается, перед сбросом в водоем в них обнаруживаются значительное количество мелкодисперсной взвеси, остаточные количества флотореа-гентов, соединений тяжелых металлов и др.
Обращает на себя внимание, что многие тяжелые металлы, а также мышьяк и бериллий трудно переходят в нерастворимые формы и концентрации их в сточных водах остаются в пределах, наблюдаемых в стоках до хвостохрапилища.
