CC BY
18
УДК 628.353.153:576.858]:628.336.4
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВИРУСОВ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЯХ ПОДЗЕМНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
Кандидаты мед. наук JI. В. Григорьева и Е. И. Гончарук
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены и Киевский медицинский институт
Многочисленными исследованиями (Melnick и соавторы; Lapinleimu и Penttinen; С. С. Максумов и соавторы; Л. В. Григорьева и соавторы; А. Н. Гриценко и Л. И. Трофимова; В. А. Казанцева и соавторы) доказано наличие в сточных водах вирусов, патогенных для человека. По данным Kelly, Skurska и соавторов, энтеровирусы могут обнаруживаться в сточной воде после биологической очистки, что потенциально опасно в эпидемиологическом отношении. В связи с этим при оценке эффективности работы очистных сооружений необходимо использовать не только бактериологические, но и вирусологические тесты.
В литературе нет сведений об очистке сточных вод от вирусов на сооружениях подземной фильтрации (поля подземной фильтрации, фильтрующие колодцы, траншеи, песчано-гравийные фильтры). Между тем выяснение этого вопроса имеет большое научно-практическое значение.
Учитывая опасность заражения подземных вод при подобного рода исследованиях в натурных условиях, мы сконструировали лабораторные модели полей подземной фильтрации и фильтрующих колодцев (Е. И. Гончарук, 1962). Было установлено, что процесс биологической очистки на экспериментальных установках аналогичен тому, который наблюдается в натурных условиях.
Методика наших исследований сводилась к следующему. Доставленную из городского коллектора сточную жидкость вносили в двухкамерный биологически созревший септик. После двухсуточного пребывания в нем сточная жидкость поступила в дозирующее устройство, а из него на экспериментальные поля подземной фильтрации и и фильтрующие колодцы. Перед поступлением в дозирующее устройство сточную жидкость заражали вирусами. Это исключало возможность ингибирующего влияния на вирусы протекающих в септике процессов, а следовательно, позволяло сохранить заданную дозировку вирусов в сточной воде, поступающей на экспериментальные сооружения.
В качестве тест-вирусов было применено 2 прототипных штамма Коксаки — А5 и А14 с LD5o=107. Ранее проведенные исследования Л. В. Григорьевой и соавторов показали, что кишечный бактериофаг может быть использован в качестве модельного вируса. Поэтому мы остановили свой выбор на бактериофаге кишечной палочки № 163 с титром 8 • 107.
Предварительно на весь период наблюдений за экспериментальными сооружениями заготовляли рабочие разведения вирусных тест-объектов, которые хранили при температуре —16° и использовали по мере надобности. Рабочие разведения готовили с таким расчетом, чтобы при прибавлении 1 мл вируссодержащей взвеси к 1 л сточной воды было конечное разведение вирусов 10~5.
На одной экспериментальной установке полей подземной фильтрации изучена очистка сточных вод от вирусов Коксаки А5, на другой — Коксаки А14. Кроме того, на этих же установках и дополнительно на одной модели фильтрующего колодца исследована очистка сточных вод от кишечного бактериофага.
Нагрузка сточных вод на экспериментальных установках полей подземной фильтрации составляла 30 л/сутки на 1 пог. м подземной оросительной сети, а на фильтрующие колодцы— 180 л/сутки на 1 м2 суммарной проницаемой поверхности. Установки были загружены песчаным грунтом средней зернистости. Такие показатели соответствуют макси-
мально допустимым (согласно СНИП 11-Г. 6-62 и РОН-Ю9-63) нагрузкам на поля подземной фильтрации и фильтрующие колодцы, эксплуатируемые в песчаных грунтах.
Эксплуатация установок продолжалась 42 дня. В течение этого срока на экспериментальные модели ежедневно подавали инфицированную вирусами сточную жидкость в количестве, указанном выше. Время инфильтрации сточной жидкостью в установках составляло 4—5 суток, а время фильтрации — около 2 суток.
Из собранной стерильно суточной дозы фильтрата установок отбирали для вирусологических исследований среднюю пробу в количестве 200 мл. Выборочно контролировали поступающую сточную воду на наличие вирусов в заданной концентрации. Одновременно с вирусологическими исследованиями регулярно осуществляли общий сани-тарно-химический и бактериологический анализ фильтрата и поступающей на установку воды. Параллельное проведение таких исследований требовалось для того, чтобы судить о ходе биологического созревания экспериментальных установок и сравнительно изучить очистку сточных вод от санитарно-показательных микроорганизмов.
Санитарно-бактериологические и химические показатели определяли общеизвестными стандартными методами. Индикацию вирусов Коксаки А проводили на мышах-сосунках с периодической идентификацией их в реакции нейтрализации со специфическими сыворотками. Для обнаружения бактериофага исследуемую жидкость засевали на чашки с мясо-пептонным агаром и чувствительной к фагу культурой, инкубировали сутки при 37° и подсчитывали негативные колонии.
Уже после первых опытов было установлено, что вирусы, как правило, не обнаруживаются в 0,1 — 1 мл исследуемого фильтрата. Поэтому в дальнейших исследованиях был применен метод предварительной концентрации вирусов на анионите ЭДЭ-10П (Л. В. Григорьева и В. Г. Кры-жанова). Объем фильтрата, подвергавшегося концентрации, составлял 100 мл.
Динамика очистки сточных вод от вирусов и санитарно-бактерио-логическая и химическая характеристика сточной воды и фильтратов модельных установок представлены в табл. 1—3.
Таблица 1
Характеристика фильтрата установки № 1 (поле подземной фильтрации), на которую поступали сточные воды с бактериофагом и Вирусом
Коксаки А5
День исследования Наличие ви исходный (1 мл) русов в фильтрате концентрированный (100 мл) Кол и-титр Микробное число
А5 фаг №163 А5 фаг №163
Контроль сточной воды 4/41 4 300 8/8 430 000 ю~6 —10~7 22 000—350 000
1-й 4/0 0 6/6 0 0,04 800
3-й 5/0 0 6/0 0 0,04 1900
5-й 6/0 0 6/6 0 4,3 160
7-й 6/0 0 6/6 40(0,009%) 4,3 244
10-й 6/0 0 6/1 10(0,002%) >11,1 700
15-й 8/0 0 6/0 0 >111 50
20-й 6/0 0 6/0 20(0,004%) >111 132
25-й 6/0 0 8/0 0 | >111 93
30-й 4/0 0 6/0 ,0 >111 120
—————™- »-. л i»
1 Здесь и в табл. 2 в числителе—общее число зараженных фильтратом мышей-сосунков, в знаменателе—число погибших.
Как видно из табл. 1 и 2, в фильтратах из полей подземной фильтрации вирусы обнаружены лишь после их концентрации (в объеме 100 мл). В модельной установке № 1 прохождение вирусов Коксаки А5
Таблица 2
Характеристика фильтрата установки № 2 (поле подземной фильтрации), на которую поступали сточные воды с бактериофагом и вирусом Коксаки А14
День исследования Наличие вирусов в фильтрате Коли-титр Микробное ЧИСЛО
исходный (1 мл) концентрированный (100 мл)
А14 фаг № 163 А14 фаг № 163
Контроль сточной воды 5/5 4 250 7/7 425 000 ю-6 —ю-7 22 000—350 000
1-й 4/0 2 6/4 180(0,042%) 0,04 6 200
3-й 6/0 0 6/0 0 0,04 1 100
5-й 8/0 0 8/8 10(0,002%) 0,4 830
7-й 6/0 0 5/5 20 (0,005%) 4,3 1 170
10-й 6/0 0 6/0 0 >11,1 1 000
15-й 10,0 0 8/0 10(0,002%) 11,1 350
20-й 6/0 0 8/1 60(0,014%) 43 610
25-й 8/0 0 6/0 0 >111 500
30-й 6/0 0 8/0 0 >111 380
Таблица 3
Характеристика фильтрата установки № 3 (фильтрующий колодец), на которую поступали сточные воды с кишечным бактериофагом
Наличие фага в фильтрате
День исследования исходный концентрирован- Коли-титр Микробное число
(1 мл) ный (100 мл)
Контроль сточной 4 210 421 000 10-6 —10-7 22 000—350 000
воды
1-й 0 0 <0,04 12 000
3-й 4 400 (0,095%) <0,04 9 200
5-й 0 20(0,005%) 0,4 450
7-й 0 30 (0,007%) >11,1 510
10-й 3 330(0,078%) >11,1 4 100
15-й 0 0 >111 1 800
20-й 4 460(0,109%) >111 1 600
25-й 0 0 43 650
30-й 0 0 >111 780
в фильтрат было констатировано на 1, 5, 7 и 10-е сутки, а бактериофагов 163 — соответственно на 7, 10 и 20-е сутки. В модельной установке того же типа № 2 наблюдалась аналогичная картина в отношении вирусов Коксаки. Положительный результат на наличие вирусов А14 был установлен 4 раза (на 1, 5, 7 и 20-е сутки). Прохождение бактериофага в фильтрат в установке № 2 отмечалось несколько чаще (5 раз) по сравнению с установкой №1(3 раза). Следует подчеркнуть, что количество обнаруживаемых в фильтрате корпускул фага по отношению к исходному, вносимому в сточную воду, составляло сотые и тысячные доли процента (0,042—0,002%). После 20-го дня исследований вирусы в фильтрате не выявлялись.
Показатели коли-титра и микробного числа свидетельствуют о том, что очистка сточных вод от бактериальной микрофлоры на моделях полей подземной фильтрации протекала более интенсивно и в более ранние сроки. Так, в фильтратах установок № 1 и 2 уже к 5—7-му дню
коли-титр повышался до 0,4—4,3, а микробное число уменьшалось до нескольких сот в 1 мл. В последующие дни происходило дальнейшее увеличение эффекта очистки сточных вод от бактерий.
Динамика химических показателей протекала аналогично, правда, не всегда месячный срок эксплуатации установок был достаточен для полного их созревания. Об этом свидетельствовало наличие в фильтрате значительного количества аммиака, который практически отсутствует в фильтрате при этих нагрузках на биологически созревших сооружениях подземной фильтрации (Е. И. Гончарук, 1960). Однако даже в таких случаях качество фильтрата по другим санитарно-химическим и особенно бактериологическим показателям к этому времени было вполне удовлетворительным.
Динамика показателей фильтрата установки № 3 (модели фильтрующего колодца) несколько отличалась от предыдущих (см. табл. 3). Так, бактериофаг был обнаружен 3 раза даже в неконцентрированном фильтрате (на 3, 10 и 20-й день) и 5 раз в концентрированном (на 3, 5, 7, 10 и 20-й день). Количество корпускул фага в единице объема также было большим и процент «проскока» достигал сотых и десятых долей (0,095—0,109%)- Эти данные указывают на то, что очистка сточных вод от вирусов на моделях фильтрующих колодцев по сравнению с моделями полей подземной фильтрации протекала хуже.
Однако по сравнению с предыдущими фильтратами была меньшая разница.
Наши опыты свидетельствуют о хорошем эффекте очистки сточных вод от вирусов, особенно полями подземной фильтрации. Прохождение вирусов в фильтрат наблюдалось лишь до 20-го дня. Очевидно, в первые дни работы сооружений подземной фильтрации происходит формирование биоценоза и задержка вирусов обусловлена преимущественно физико-химической поглотительной способностью фильтрующего слоя грунта. В связи с этим вполне закономерны «проскоки» вирусов. Позже, когда сформируется и созреет биопленка, появляются стабильные условия, в которых протекает биологическая очистка сточных вод от вирусов.
Выводы
1. При углубленной оценке работы сооружений по очистке хозяй-ственно-бытовых или смешанных сточных вод необходимо применять и вирусологические тесты.
2. Поля подземной фильтрации в условиях опытов очищают сточную воду от вирусов и бактерий лучше, чем фильтрующие колодцы.
3. В период созревания модельных установок вирусы Коксаки А и бактериофаги чаще обнаруживаются в концентрированном фильтрате, но лишь до 20-го дня эксплуатации установок.
4. Через поля подземной фильтрации проходит 0,002—0,042% и через фильтрующий колодец — 0,007—0,109% исходного количества бактериофага.
5. Эффект очистки сточных вод от бактерий (по коли-титру и микробному числу) Bbifue и достигается раньше по сравнению с вирусами. Это указывает на низкую достоверность санитарно-бактериологических показателей в отношении вирусов.
ЛИТЕРАТУРА
Гончарук Е. И. Гиг. и сан., 1960, № 7, с. 22. — Гончарук Е. И. Там же, 1962, № 9, с. 100. — Григорьева Л. В., Городецкий А. С., Омельянец О. Г. и др. Там же, 1965, № 12, с. 28. — Григорьева Л. В., К р ы ж а и о в а В. Г. В кн.: Вопросы гигиены населенных мест. Киев, 1964, т. 5, с. 118. — Григорьева Л. В., Старовойтова Т. В. Гиг. и сан., 1965, № 7, с. 108.— Гриценко А. Н., Трофимова Л. И. В кн.: Полиомиелит и другие энтеровирусные инфекции. М., 1963,
в. 165. — Казанцева В. А., Багдасарьян Г. А., Чумаков М. П. В кн.: Актуальные проблемы вирусных инфекций. М., 1965, с. 63. — Максумов С. С., Саркисьянц С. J1., Шереметьев Н. Н. и др. Вопр. вирусол., 1962, № 2, с. 239.— Skurska L., Lobodzinska М., Kidankiewicz Т. et al., Acta microbiol. pol., 1961, t. 10, s. 457, —Kelly S. M., Am. J. Publ. Hlth, 1953, v. 43, p. 1532. — L a p i n-leirau K, Penttinen K., Arch. ges. Virusforsch., 1963, Bd 13, S. 72. — M e 1 -nick J. L„ Emmons J., Opton E. M. et al., Am. J. Hyg., 1954, v. 59, p. 185.
Поступила 22/11 1966 r.
SEWAGE DECONTAMINATION FROM VIRUSES ON EXPERIMENTAL UNDERGROUND FILTRATION INSTALLATIONS
L. V. Grigorieva, E. I. Goncharuk
A study of sewage decontamination from Coxsackie A5 and A14 viruses and intestinal bacteriophages on a model underground filtration installation was undertaken. It was found that the viruses were more often recovered in the concentrated filtrates and only up to the 20-th day of the use of the installation. The areas of underground filtration proved to be more effective than the filtration well: the phage penetration comprised 0,002— 0,042 and 0,007—0,109 per cent consecutively of its original concentration. The efficiency of sewage decontamination from bacteria was much higher and occurred sooner.
УДК 616.24-004.6-02:[613.633:553.676]-092
МАТЕРИАЛЫ К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ ФИБРОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ АСБЕСТОВОЙ ПЫЛИ
Кандидаты мед. наук Ф. М. Коган, С. Ю. Троицкий, И. Н. Удилова
Свердловский институт гигиены труда и профпатологии и Свердловский институт
туберкулеза
Вопрос о механизме фиброгенного действия асбестсодержащей пыли еще нельзя считать решенным. Ряд исследователей (Н. С. Таиц; Gardner и Cummings; Vorvald и соавторы) считает, что фиброзные изменения в легких развиваются вследствие механического травмирующего действия игольчатых относительно крупных волокон (более 10 мк); в то же время более короткие волокна и масса частиц вмещающей породы змеевика признаются биологически инертными. Другие исследователи полагают, что основным действующим началом является кремневая кислота, медленно выщелачивающаяся из состава силиката под влиянием тканевых соков (Н. А. Вигдорчик; M. М. Виленский; М. А. Ковпацкий; Beger). Наконец, Beattie на основании своих опытов приходит к выводу, что первопричиной фиброза служит разрушение асбестовых телец и появление в связи с этим фиброгенного агента. Однако ряд факторов не укладывается в рамки указанных гипотез. Лишь в редких случаях при электронномикро-скопическом исследовании удается обнаружить волокна асбеста, внедрившиеся в клетки альвеолярного эпителия (Davis). Кроме того, твердые и острые частицы стекловолокна, асбестоцемента и корунда не вызывают существенных фиброзных изменений (В. С. Мабицкая, Н. К. Пушкина). Некоторые исследователи смогли вызвать фиброз у животных, вводя частицы коротковолокнистого асбеста (Wagner; Yoshikava). Нет корреляции между количестом пыли и степенью фиброза (Beattie). Вместе с тем нет соответствия между концентрацией Si02 и крови и выраженностью фиброза.
Не находит своего объяснения и ряд факторов, свидетельствующих об изменении под влиянием асбестовой пыли иммунобиологической реактивности (Н. Г. Буткин и М. В. Маб; Gambini; Medek).
В наших экспериментальных работах (1959, 1963) было показано, что фиброз не вызывается кремневой кислотой и окисью магния, отщепляющимися с поверхности частиц асбеста. Наряду с этим пыль волокнистого минерала брусита [Mg(OH2)], не являющегося силикатом, обусловливала выраженный фиброз. Поэтому представлялось необходимым выяснить значение волокнистой структуры в механизме асбестовой пыли. С этой целью мы в эксперименте сопоставили фиброгенное действие
