CC BY
65
THE MAXIMUM ONE-TIME CONCENTRATION OF KAPRONIC ACID IN THE
ATMOSPHERE
F. I. Dubrovskaya
The author determined the threshold value of smell of kapronic acid (0.073 mg/m3), its threshold value of reflex action on the light sensitivity of eyes (0.1 mg/m3) and that of action on the electric activity of the cerebrum (0.02 mg/m3). The inefficient concentration (0.01 mg/m3) of kapronic acid is suggested as its maximum one-time permissible concentration in the atmosphere. Besides, data on the content of synthetic fatty acids in the atmosphere are presented (from Cx to C6).
УДК 613.34:546.214
ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ, ДЕЗОДОРАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ОЗОНОМ
Проф. Р. Д. Габович, кандидаты мед. наук К. К■ Врочинский
и И. Л. Куринный
Кафедра коммунальной гигиены Киевского медицинского института
Все возрастающее потребление воды приводит к преимущественному использованию открытых водоемов в качестве источников снабжения ею. Между тем вода открытых водоемов нередко имеет плохие органолепти-ческие свойства (цветность, запахи и привкус). Это вызывает необходимость рассмотреть эффективность разных методов обработки воды для удаления из нее ряда веществ, ухудшающих ее органолептические свойства или представляющих опасность для здоровья населения. С этой целью проведено сравнительное изучение озона и хлора. Экспериментальные исследования осуществляли на лабораторной озонирующей установке, сконструированной на кафедре коммунальной гигиены Киевского медицинского института. Условия эксперимента позволили максимально приблизить процесс озонирования к производственным условиям.
Как известно, гуминовые вещества из воды могут быть удалены коагуляцией или окислением. Использование для этого озона заманчиво, так как достигаются не только обесцвечивание, но и обеззараживание, дезодорация, а иногда и обезвреживание воды. Знание действия озона на гуминовые вещества необходимо и потому, что во многих случаях озонирование воды с целью обеззараживания или дезодорации проходит в присутствии гуминовых соединений, как бы на их фоне. В экспериментальных исследованиях нами была изучена динамика разрушения гуминовых кислот при озонировании воды. Цветность воды (20, 40,80 и 160°) создавалась путем добавления соответствующих количеств гуминовых кислот. Эксперименты показали, что при озонировании воды, содержащей гуминовые кислоты, их превращение осуществляется по следующей схеме:
муравьиная кислота-
Т I
гуминовая кислота С02
I
уксусная кислота -» щавелевая кислота
В процессе озонирования отмечается разрыв молекул гуминовых кислот по месту мостиков. Гуминовые кислоты превращаются в апокреновые, апокреновые — в креновые, а креновые — в малоокрашенные субкреновые, которые при большом расходе озона также окисляются до двуокиси углерода.
При определении расхода озона на 1 литроградус цветности нами было установлено, что этот показатель изменяется в процессе озонирования воды. Так, при исходной цветности 160° для ее снижения до 90° было израсходовано 0,10 мг озона на каждый литроградус цветности, в интервале с 90 до 30—0,18 мг озона и при снижении цветности с 30 до 10°—0,3 мг озона. Аналогичная закономерность установлена при озонировании воды с исходной цветностью 80 и 40°. В среднем на 1 литроградус цветности расходовалось 0,18 мг озона (нетто).
Хлорирование воды с исходной цветностью 40, 80 и 160° раствором хлорной извести в условиях 30-минутного контакта показало, что при расходе хлора, равного расходу озона, не достигалось снижения цветности до требований ГОСТ 2874-54. Расход 23,3—26,1 мг/л активного хлора приводил к снижению цветности с 40 до 28,2°, с 80 до 46,5° и со 160 до 105,9°. Для равного обесцвечивания воды с исходной цветностью 40° требовалось в 3 раза больше хлора, с исходной цветностью 80° — в 4 раза и с исходной цветностью 160° — в 10 раз больше хлора, чем озона.
Таким образом, озонирование обеспечивает глубокое и необратимое окисление гуминовых веществ, обусловливающих цветность воды.
Процесс разрушения фенолов при озонировании воды представляет интерес, потому что наличие гуминовых веществ в воде сопровождается при-I сутствием различных фенолов и полифенолов естественного происхождения. Фенолы попадают в открытые водоемы и со сточными водами ряда производств. Наличие этих веществ в водоемах усложняет процесс обработки воды, так как при хлорировании возникают хлор-феноловые запахи.
В I серии наших исследований концентрация фенола составляла 10 мг/л. В зависимости от глубины окисления расход озона варьировал от 0,7 до 2,3 мг на 1 мг фенола. Так, для снижения концентрации фенола в 10 раз, т. е. с 10 до 1 мг/л, требовалось 1,85 мг озона на 1 мг фенола. Уменьшение концентрации фенола в воде в 50 раз достигалось при расходе 2,3 мг 03 на 1 мг фенола. Таким образом, исходная концентрация фенола и глубина окисления определяли расход озона. По-видимому, по этой причине в литературе приводятся различные данные о расходе озона для обесфеноливания воды.
Во II серии исследований мы изучали эффективность озонирования воды, содержащей фенол в концентрации 10 мг/л, и гуминовые кислоты в количестве, обусловливающем цветность воды до 50°. Как показали исследования, фенолы окисляются озоном легче, чем гуминовые кислоты. Сравнивая результаты этих исследований с данными I серии экспериментов, можно констатировать, что наличие гуминовых кислот практически не снижает эффективности обесфеноливания.
Изучение удаления из воды нефтепродуктов мы проводили следующим образом. К воде добавляли восточноукраинскую нефть в количестве до 10 мг/л. Вода приобретала специфический запах, который исчезал при разведении воды в 20 раз (МР-20). Затем воду обрабатывали разными дозами озона. Как показали исследования, озон эффективно разрушал нефтепродукты. При расходе его в концентрации 3,76 мг/л (нетто) запах едва ли улавливался (МР-2), при глубине очистки нефти с 10 до 1 мг/л требовалось 0,45 мг 03 на 1 мг нефти. Наличие в воде гуминовых веществ несколько уве-• личивало расход озона.
Озонирование воды, содержащей бензин А-72 № 1281 в концентрации 50 мг/л, показало, что в течение минуты при расходе озона 1,29 мг/л (нетто) содержание бензина снизилось до 1 мг/л. При этом расходовалось 0,025 мг 03 на 1 мг бензина. При 5-минутном озонировании содержание бензина снижалось до 0,1 мг/л, т. е. до ПДК его в водоемах (С. Н. Черкинский и М. Т. Голубева). В этом случае расход озона (нетто) составлял 0,1 мг 03 на 1 мг бензина. Наличие гуминовых кислот незначительно увеличивало расход озона, но не снижало эффективности озонирования.
Удаление из воды бензола и его производных показало следующее. Озо-0 нирование воды, содержащей бензол на уровне 200 мг/л, сравнительно лег-
ко его разрушало. При этом расход озона составлял 0,1 мг на 1 мг бензола. Озонирование приводило к полной дезодорации воды (рис. 1). При хлорировании в течение часа той же воды большими дозами хлора (до 40 мг1л) содержание бензола снижалось только до 80 мг/л, запах не устранялся, вода становилась мутной.
В следующих сериях исследований было изучено разрушение диэтил-бензола (ДЭБ) при озонировании и хлорировании воды. Как показали исследования, озонирование в течение 7—10 мин. приводило к разрушению ДЭБ с 10—100 до 0,5—0,8 мг/л\ при этом полностью устранялся запах.
Расход озона составлял 0,7—1 мг Оа на 1 мг ДЭБ. Хлорирование воды в таких же условиях, как и бензола, снижало концентрацию ДЭБ с 10 до Змг/л; запах не устранялся.
Озонирование воды, содержащей а-2,4-динитрофенол (ДНФ) в концентрации 50 мг/л, при расходе озона 2 мг на 1 мг ДНФ полностью дозировало воду (остаточная концентрация ДНФ 0,35 мг/л). При большем расходе озона — 5 мг на*1 мг ДНФ —содержание последнего падало до 0,05 мг. Хлорирование было малоэффектив-
, ---I--Г—-^Г НЬ1М-
0 ?о 40 50*те/у Резюмируя эти исследования,
Озон (нетто) можно отметить, что по степени ус-
Рис. 1. Разрушение бензола (/), а-2,4-да- тойчивосги (от большей к меньшей) к нитрофенола (2) и п-диэтилбензола (5) действию озона вещества располагай озонировании воды. гаются так: ДНФ (5,75 мг 03 на 1 мг
вещества), ДЭБ (1 мг 03 на 1 мг вещества), бензол (0, 1 мг Оэ на 1 мг вещества), бензин (0,025—0,1 мг Оэ на 1 мг вещества).
Разрушение 3,4-бензпирена в процессе обработки воды представляет интерес потому, что в сточных водах ряда производств, как известно, могут содержаться канцерогенные углеводороды, в том числе и 3,4-бензпирен, притом в довольно значительном количестве. В связи с этим мы провели сравнительное изучение эффективности озонирования и хлорирования воды, содержащей 3,4-бензпирен.
После добавления гексанового раствора 3,4-бензпирена к воде и ее обработки количество последнего определяли спектрально-люминесцентным методом с использованием фотоэлектрического метода регистрации интенсивности (Р. Д. Габович с соавторами). Чувствительность метода 5-10-10 г/мг.
В предварительно проведенных опытах было показано, что озоноустой-чивость понижалась в ряду 3,4-бензпирен, 1,2-бензанитрацен, 9,10-диметил-1,2-бензанитрацен. Поэтому дальнейшие исследования мы проводили с наиболее устойчивым канцерогеном бензпиреном.
Установлено, что при озонировании воды разрушается значительное количество 3,4-бензпирена. Так, в результате обработки воды с исходным содержанием его 4 мкг/л дозой озона 2,5 мг/л в течение 3 мин. концентрация 3,4-бензпирена снижалась до 0,06 мкг/л, а при дозе озона 4,5 мг/л — до 0,04 мкг/л. Дальнейшее увеличение дозы озона практически не повышало эффективности озонирования воды. При меньшем исходном содержании 3,4-бензпирена в воде (0,5 мкг/л) требовались меньшие дозы озона (2 мг/л) для снижения концентрации канцерогенного углеводорода до 0,03— 0,04 мкг/л. В результате озонирования разрушается молекула 3,4-бензпирена и образуются более простые соединения, канцерогенность которых неизвестна.
Как показали результаты хлорирования воды, при наличии в ней свободного хлора процесс был более эффективным, чем при наличии хлора-минов. При хлорировании дистиллированной воды, свободной от аммонийных солей и содержащей 3,4-бензпирена в концентрации 4 мкг/л, при дозе остаточного свободного хлора 0,4—0,6 мкг/л в ней оставался 3,4-бензпи-рен на уровне 1—1,3 мкг/л через 30 мин., при дозе 0,7—0,8 мкг/л — через
2 часа и при дозе 0,4—0,5 мкг/л — через сутки. Увеличение дозы хлора незначительно повышало эффективность процесса. При меньшем количестве 3,4-бензпирена (менее 0,5 мкг/л) те же дозы хлора обезвреживали воду через 12 часов контакта (рис. 2).
Таким образом, озонирование снижает концентрацию 3,4-бензпирена в 10—50 раз, тогда как хлорирование — только в 5—10 раз. Однако как озонирование, так и хлорирование в практической обстановке подготовки воды полностью не освобождают ее от 3,4-бензпирена.
В заключение коснемся обработки воды, содержащей некоторые пестициды. В связи с широким применением пестицидов в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства эти вещества обнаруживались в открытых водоемах и источниках водоснабжения (Р. А. Якубова и Л. Л. Агафонова; К. К. Врочин-ский, и др.).
Было установлено, что при исходной концентрации карбофоса 10 мг/л доза озона 3,5 мг/л снижает его концентрацию до 2 мг/л (0,5 мг/л
03 на 1 мг карбофоса), 9,8 мг/л озона — до 1 мг/л (1 мг 03 на 1 мг) и 26 мг/л озона для полного разрушения всего количества препарата. При озонировании цветных вод, содержащих карбофос, разрушение его шло параллельно снижению
I цветности, при этом несколько увеличивался расход озона. Сравнительно небольшие дозы хлора (0,5—2 мг/л) разрушали большое количество карбофоса, что сопровождалось дезодорацией воды. Однако при большом расходе хлора появлялся новый по характеру запах, вероятно, в результате взаимодействия хлора с продуктами разрушения карбофоса.
При озонировании воды, содержащей метафос (10 мг/л), отмечались разрушение препарата и дезодорация воды (расход озона составлял 4,5 мг/л). При обработке цветных вод, содержащих метафос, наблюдалось параллельное разрушение пестицида и снижение цветности. Процесс хлорирования в меньшей степени приводил к удалению метафоса, а при большем расходе • хлора вода приобретала зеленоватую окраску.
Фосфорорганический ядохимикат (препарат М-81) полностью разрушался в воде при расходе озона 8,5 мг/л (исходная концентрация 10 мг/л). Столь же эффективным оказался процесс хлорирования воды. Оба процесса обработки воды также способствовали удалению трихлорметафоса-3. В то же время при обработке воды, содержащей ДНОК (1—10 мг/л), хлорирование не давало положительного результата, тогда как озонирование (5— 6 мг на 1 л 03) приводило к полному разрушению препарата. Наконец, озонирование воды, содержащей ДДТ (0,5 мг/л), оказалось малоэффективным, так как для снижения его количества до 0,25 мг/л требовался озон % на уровне 13,8 мг/л (или 55,2 мг Оэ на 1 мг ДДТ).
V <7
£5 £0 /00 20, а
30,0 40.0 /Иг/л х/гсра /цг/л 03
Рис. 2. Сравнительная эффективность озонирования и хлорирования воды, содержащей 3,4-бензпирен. 1,2 — озонирование; 3 — хлорирование.
Заключение
Озонирование воды является эффективным способом обработки воды с целью ее обезвреживания. Под воздействием озона разрушаются содержащиеся в воде разнообразные химические вещества, такие, как фенолы, нефтепродукты, бензол и его производные, 3,4-бензпирен и некоторые другие канцерогенные вещества, а также ряд пестицидов (карбофос, метафос, препарат М-81, трихлорметафос-3). При озонировании достигается одновременно обесцвечивание, дезодорация, обеззараживание и обезвреживание воды.
Хлорирование представляет собой менее эффективный процесс, а в ряде случаев (например, с карбофосом, метафосом) приводит к появлению посторонних новых запахов и окраски воды.
ЛИТЕРАТУРА
Врочинский К. К. Гигиена и токсикология пестицидов, клиника отравлений. Киев, 1966, в. 4, с. 288. — Г а б о в и ч Р. Д., К у р и н н ы й И. Л., Федорен-к о 3. П. Гигиена населенных мест. Киев, 1968. — Черкинский С. Н., Голу-б е в а М. Т. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1954, в. 2, с. 196. — Якубова Р. А., Агафонова Л. Л. В кн.: Гигиена и токсикология пестицидов, клиника отравлений. Киев, 1965, с. 208.
Поступила 28/XI 1968 г,
DECOLORATION, DESODORATION AND DECONTAMINATION OF DRINKING WATER WITH OZONE
R. D. Gabovich, К. K. Vrochinsky, /. L. Kurinny
The ozone treatment of water is an effective means of its decontamination. Ozone decomposes phenols, oil-products, benzol and its derivatives, 3,4-benzpyrene and other cance-rogenic substances, and, besides, a number of pesticiedes (carbophose, metaphose, M-81 preparation, trichlormetaphose-3). Chlorination is a less effective process and in number of cases, as in presence of carbophose, metaphose etc., it may impart a strange taste and colour to the water.
УДК «13.34
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОДЫ, ОПРЕСНЕННОЙ ЭВАПОРАЦИЕЙ
Кандидаты мед. наук Л. И. Эльпинер, А. И. Бокина и Ю. Б. Шафиров
Научно-исследовательский институт гигиены водного транспорта Министерства здравоохранения СССР и Институт общей и коммунальной гигиены
им. А. Н. Сысина, Москва
Разработкой проблемы опреснения морских вод сейчас занимаются не менее 16 стран. Примером плодотворного решения этой проблемы в Советском Союзе является снабжение г. Шевченко опресненной водой Каспийского моря. Современная техника располагает довольно разнообразными методами обессоливания воды (эвапорация, вымораживание, электродиализ, ионный обмен, ионный осмос, биологические методы и др.). Наибольшее распространение получили методы термического опреснения (эвапорация). Исключительно важное значение приобрело использование опресненной воды на судах морского флота, где ограниченность запаса пресной воды лимитирует длительность плавания. Основным методом, применяемым на судах, является также термическое опреснение. Современные судовые опреснители позволяют получать до 200—300 м3 воды в сутки.
