ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ И ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ОЧИСТКЕ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование

о В. В. СЕМЕНОВА, Л. Л. АЛИКБЛЕВА, 2007 УДК 614.777:628.3]-074-092.9

В. В. Семенова, Л. А. Аликбаева

ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ И ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ОЧИСТКЕ ГОРОДСКИХ сточных вод

Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова

Современные мегаполисы представляют собой важнейшие социально-экономические и технические системы, с которыми сопряжено множество различных по своей природе факторов риска, способных нарушить не только нормальное функционирование города, но и оказать негативное воздействие на здоровье человека и среду обитания [4]. Одной из наиболее значимых систем жизнеобеспечения города является водоотведение и очистка хозяйственно-бытовых, промышленных и поверхностных сточных вод [2].

Анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о внимании ученых к проблеме очистки сточных вод, прежде всего с точки зрения их влияния на санитарный режим водоемов. Однако современное понимание процесса очистки сточных вод неразрывно связано с оптимальным решением проблемы утилизации образующихся отходов и обеспечения гигиенической безопасности персонала. С внедрением технологии сжигания осадков сточных вод на очистных сооружениях Санкт-Петербурга появились новые дополнительные виды отходов, такие как дымовые газы, зола и другие. Все отходы содержат в своем составе значительные количества химических веществ, что делает актуальной проблему оценки их токсичности и опасности.

Цель работы — оценить токсичность и опасность отходов, образующихся на основных этапах очистки сточных вод Центральной станции аэрации Санкт-Петербурга, имеющей в своем составе цех по сжиганию осадка.

Исследования выполнены на теплокровных животных (белые мыши — 120 особей и белые крысы — 90 особей), которые в условиях лабораторного моделирования подвергались острой пероральной и ингаляционной затравке в соответствии с общепринятыми методическими разработками [1]. Изучены следующие виды отходов: сточные воды, подводимые к решеткам, осадок после песколовок, плавающие вещества, сырой осадок из отстойников, активный ил, смесь уплотненных и обезвоженных осадков, дымовые газы, зола, дымовые отходы.

Сточные воды, подводимые к решеткам, представляют собой жидкость с характерным неприятным запахом, содержащую взвешенные частицы. Оощесплавной тип канализации обусловливает присутствие в сточных водах различных токсикантов. Из 162 идентифицированных химических веществ на долю веществ 1-го класса приходится 11,7%, 2-го — 29%, 3-го — 27,2%, 4-го — 10,5%. Введение сточной воды в желудок белых мышей в максимально возможном объеме 0,5 мл на 10 г массы животного не приводило к их гибели и не вызывало видимых проявлений интоксикации непосредственно после введения и в последующий 14-дневный срок наблюдения. Двухчасовое ингаляционное воздействие насыщающей концентрации летучих компонентов сточных вод также не приводило к гибели экспериментальных животных и появлению клинических признаков интоксикации.

Осадок сточных вод после песколовок — водянистая смесь нерастворимых веществ, которая кроме песка может содержать твердые частицы других нерастворимых в воде веществ: глину, золу, кристаллы солей лития (Ы), бериллия (Ве), натрия (№), магния и алюминия (А1), сульфиды (1л25, Ве5, А1Д), карбонаты (игС03> ВеС03, №2С03, М^С03, А12(С03)3), фосфаты (и2Р04, Ве3(Р04)2, №3Р03, М$3(Р04)2, А1Р03). Токсичность осадка, изъятого из песколовок, исследовали после его высушивания. Готовили навеску и отмывали дистиллированной водой в соотношении 1:1 по массе. Промывную воду вводили экспериментальным животным в максимально возможной дозе. Результаты выполненных исследований показали, что гибели животных не наблюдалось, клинические симптомы острого отравления также не регистрировали. Ввиду того, что на этапе песколовок сточные воды не содержат газообразных летучих веществ, ингаляционную опасность промывных вод не исследовали. Однако, при утилизации и перегрузке высушенного осадка его аэрозоль может быть причиной загрязнения воздуха ра-

бочей зоны диоксидом кремния, некоторыми металлами, сорбированными частицами песка из сточных вод.

Плавающие вещества образуются при отстаивании сточных вод в первичных отстойниках, содержат жиры (растительные, животные, микробные), нефтепродукты, плавающие мелкие частицы отбросов и продуктов жизнедеятельности человека, Загрязнение воздушной среды в концентрациях, опасных для здоровья человека маловероятно. Однако, плавающие вещества могут быть опасны при длительном контакте с кожей и при попадании в организм через желудочно-кишечный тракт.

Сырой осадок из отстойников — водная смесь тяжелых взвешенных частиц и нерастворимых в воде жидких веществ. Он образуется в результате осаждения сточных вод после отстаивания и является источником токсикологической и эпидемиологической опасности. Это определяется с одной стороны многообразием химического состава, с другой — значительным содержанием органических веществ (75—80% от общей массы), патогенной микрофлоры, вирусов, яиц гельминтов.

Введение максимально возможной дозы сырого осадка после предварительной инактивации загрязнений биологической природы в желудок белых крыс не приводило к гибели животных.

Опасность химического воздействия связана с выделением в воздух рабочей зоны химических веществ, входящих в состав сточных вод, а также газов, образующихся в процесса биологического разложения органических веществ (аммиак, сероводород и другие). Опасность возникновения острых ингаляционных отравлений сырой осадок может представлять только при выбросах газообразных веществ из резервуаров и других емкостных сооружений, сливных и насосных канализационных станций при аварийных ситуациях. Кроме того, осадок представляет опасность для объектов окружающей среды при миграции в сопредельные среды — воду, почву при нарушении гигиенических требований утилизации. Непосредственный контакте сырым осадком может быть причиной заражения кишечными инфекциями, глистными инвазиями.

Активный ил — продукт жизнедеятельности бактерий, адаптированных к поступающим на биологическую очистку сточным водам. По параметрам острой токсичности активный ил относится к веществам малоопасным. В то же время непосредственный контакт с активным илом может быть причиной заражения кишечными инфекциями, глистными инвазиями, возникновения дерматитов.

Уплотненная смесь осадков состоит из сырого осадка, активного ила, плавающих веществ и флокулянтов. В смеси осадков содержатся тяжелые металлы, взвешенные вещества, жидкие нерастворимые вещества, флокулянт, плавающие вещества (жиры, нефтепродукты). Кроме того, смесь осадков может содержать газообразные продукты разложения органических веществ.

Введение максимально возможной дозы смеси осадков в желудок белых крыс не приводило к гибели животных, равно как и двухчасовое ингаляционное воздействие насыщающей концентрации. Однако при аварийных ситуациях, при проведении работ по обслуживанию оборудования для обезвоживания и термической сушки смеси осадков, механической обработке (центрифугировании, фильтровании под давлением и т. п.) происходит самовозгорание компонентов осадков и выделение в воздух рабочей зоны продуктов разложения органических веществ, таких как оксид углерода, аммиак, сероводород, диоксид углерода и других, которые могут вызывать острые отравления. Наряду с этим смесь осадка представляет эпидемиологическую опасность, так как содержит разнообразную микрофлору и яйца гельминтов.

Зола образуется в результате сжигания осадка сточных вод в печи РугоПшс1 и осаждения аэрозольных частиц под воздействием электростатического поля на специально сконструированном электрофильтре, представляет собой мелкодисперсный аэ-

розоль, в состав которого входят диоксид кремния, углерод, кадмий, кобальт, хром, медь, ртуть, марганец, никель, свинец, цинк, оксид алюминия, оксид кальция, оксид железа. Средне-смертельная доза (ЬОи) при введении дисперсии эолы составляет 3500—4300 мг/кг массы животного. При длительном контакте с золой в производственных условиях она может представлять опасность в плане развития фиброзного поражения легких.

Дымовые газы образуются в печи в результате сжигания осадка сточных вод после охлаждения и очистки на электрофильтрах. В составе дымовых газов определяются: СО; Ы2; 02; 503; Сс1; Со; С02; Сг; Си; Ре; Нб; №; РЬ; Бг; N0; НС1; НР; диоксины, вода.

Моделирование химического состава дымовых газов после сжигания и на различных этапах их технологической очистки с целью определения токсичности образующихся веществ практически невозможно. Кроме того, при штатном режиме работы печи РугоПшс! поступление этих газов в воздух рабочей зоны и контакт с ними обслуживающего персонала маловероятен. Токсичность дымовых газов после охладителей и электрофильтров в значительной мере уменьшается в связи с осаждением основных токсикантов на электрофильтрах. Поэтому дымовые газы вследствие низкого содержания химических компонентов не представляют опасности острого ингаляционного отравления.

После обработки дымовых газов гидрокарбонатом натрия и осаждения пылевых частиц, в том числе сажевых, на рукавных фильтрах с эффективностью 99,9% содержание газообразных веществ, в том числе диоксинов, выходящих из дымовой трубы, находятся на уровне требований Директивы 2000/76 [3] по сжиганию отходов.

Дымовые отходы образуются при осаждении дымовых газов, обработанных активированным углем и гидрокарбонатом натрия, на рукавных фильтрах. В составе дымовых отходов определяются: активированный уголь, гидрокарбонат натрия, С<3, Со, Сг, гп, Си, Не, Мп, Рс1, А1203, СаО, Ре203, Р205, Б04, БЮз, К20, 1Ма20, С1.

Среднесмертельная доза (ЬО50) при введении дисперсии отходов составляет 3500—4300 мг/кг массы животного. В производственных условиях дымовые отходы могут представлять опасность хронических отравлений в виде фиброзного поражения легких. Кроме того, при неправильной утилизации и транспортировке они могут стать источником загрязнения окружающей среды стойкими токсикантами.

Выводы. 1. Отходы, образующиеся при очистке городских сточных вод и сжигании осадка, по параметрам острой токсичности относятся по ГОСТ 12.1.007—76 к веществам 3-го и 4-го класса опасности. Все изученные отходы не опасны в плане развития острых ингаляционных отравлений. Однако при аварий-

ных ситуациях опасность ингаляционного воздействия возрастает в результате выброса газообразных веществ — продуктов разложения органических веществ сырого и уплотненного осадка из резервуаров и других емкостных сооружений. Наряду с этим, сырой осадок сточных вод может представлять опасность хронического отравления за счет выделения в воздух рабочей зоны аммиака (4-й класс опасности) и сероводорода (2-й класс опасности).

2. Хроническое воздействие золы — конечного продукта сжигания осадка сточных вод, повышает риск развития фиброзного поражения легких.

3. Непосредственный контакт персонала со сточными водами, осадками сточных вод, активным илом может быть причиной заражения кишечными инфекциями и глистными инвазиями.

4. При нарушении требований сбора, хранения, утилизации и транспортировки отходов они способны загрязнять объекты окружающей среды (вода, почва, воздух, продукты питания) стойкими химическими веществами и предстазлять опасность для здоровья населения.

Литература

1. Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны (№ 2163—80). — М., 1980.

2. Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга / Под ред. Ф. В. Кармазинова. — СПб., 2002.

3. Паенк Т. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2003. - № 1. - С. 37-41.

4. Русаков H В., Рахманин Ю. А. Отходы, окружающая среда, человек. — М., 2004.

Поступила 12.04.07

Summary. Municipal waste, sand trap sediment, floatable substances, raw sedimentation sludge, biological solids, a mixture of compact and dehydrated sediments, ashes, combustion gases and waste by GOST 12.1.007-76 are shown to be classified as classes 3 and 4 hazard.

The conditions contributing to the occurrence of acute and chronic intoxications, infectious diseases, and helminthic invasions in the personnel, to environmental pollution at the basic stages of municipal waste and combustion sediment utilization are considered.

Ф КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 613.6:615.917:547.56].074

Г. С. Рашитова, Р. А. Сулейманов, Ф. С. Фархутдинова, Т. К. Вааеев СРАВНЕНИЕ ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ ВЕЩЕСТВ КЛАССА АЛКИЛФЕНОЛОВ

ФГУН Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека Роспотребнадзора, Башкирский государственный университет, Уфа

В ряду фенольных стабилизаторов и присадок видное место занимают пространственно-затрудненные фенолы. Они являются эффективными, нетоксичными и неокрашивающими стабилизаторами. Они очень широко и успешно применяются в качестве антиоксидантов в промышленности синтетических кау-чуков, в пищевой, фармацевтической, нефтехимической и химической промышленности.

Изучению токсичности алкилфенолов посвящен ряд работ, выполненных в основном в 60—70-е годы прошлого столетия.

Целью данной работы является изучение острой токсичности семи химических веществ класса алкилфенолов. В табл. 1 приведены названия и физические свойства изученных препаратов.

Острую токсичность изучали путем однократного перораль-ного введения масляных растворов алкилфенолов с помощью зонда. Устанавливали картину отравления и летальные дозы, ЬОм вычисляли с помощью метода пробит-анализа по Литч-фильду и Уилкоксону. За выжившими животными наблюдение продолжалось две недели.

Однократное пероральное введение белым крысам показало, что исследованные апкилфенолы по большей части оказались малотоксичными соединениями. Для большинства изученных веществ при однократном введении в желудок установить не удалось, так как максимально возможные по объему и из-за растворимости дозы этих соединений не вызывали ле-

тальности среди животных (однако все они были выше 5 мг/кг). В табл. 2 представлены результаты острых опытов. Полученные .данные позволяют отнести в соответствии с системой стандартов (ГОСТ 12.1.007—76) к 4-му классу опасности (малоопасные вещества) все алкилфенолы, за исключением Агидола 21, который относится 3-му классу (умеренно опасные вещества).

Картина отразления замещенными фенолами не имела заметных отличительных черт. Животные погибали в течение 2— 5 сут при явлениях нарастающей вялости, слабости, малоподвижности.

Изучение кумулятивных свойств Агидолов, выполненное по методу R. Lim и соавт. [1), показало, что продукты при длительном поступлении в организм не проявляют кумулятивную активность (индекс кумуляции равен 0), слабые кумулятивные эффекты выявлены у Агидолов 10 и 21.

Кожно-резорбтивное действие изучалось на белых крысах при ежедневной (14 дней) 4 часовой экспозиции хвостов животных в изучаемый раствор продукта. В качестве показателей интоксикации определяли целый ряд параметров: выживаемость животных, состояние нервной системы, периферической крови, функции дыхания, печени и почек. Проведенные эксперименты не выявили достоверных различий в контрольной и опытных группах животных по перечисленным выше показателям. Таким образом, изучаемые вещества не обладают кожно-резорбтив-ным действием. Также не выявлена смертность животных при