CC BY
8
УДК 623.182:678
Н. И. Омельянец. М. В. Набока, Ю. В. Губский, И. А. Караванская, В. И. Рево, Ю. В. Хмелевский, В. Г1. Широбоков, А. И. Якименко, Н. Н. Сироткина, Л. Г1. ¡Власова
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА
Киевский медицинский институт им. А. А. Богомольца; Киевский филиал института повышения квалификации руководящих работников и специалистов Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР; Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Одним из факторов, ухудшающих качество воды, получаемой в системах оборотного водопользования, является сероводород. Его появление связано с развитием сульфатредуцирующих микроорганизмов, для жизнедеятельности которых в системах создаются благоприятные условия — наличие сульфатов и органических веществ, отсутствие кислорода. В качестве одной из мер, предупреждающих попадание сероводорода в воду, предложено применение поглотителей — химически активных полимеров (ХАП). В связи с этим перед нами была поставлена задача определить с гигиенических позиций пригодность ХАП-4 к использованию для обработки питьевой воды в оборотных системах водопользования.
Химически активный полимер ХАП-4 создан на основе анионита АВ-17-10Пч в форме НС03 с привитой гидроокисью железа. Последнее позволило придать ему сорб-ционные свойства по отношению к сульфидам с одновременным сохранением способности обогащать воду гндро-карбонатами.
Программа исследований включала 2 этапа: на первом в зависимости от дозы поглотителя и химического состава воды изучалась способность ХАП-4 поглощать сероводород и влиять на сероредуцирующую микрофлору; на втором изучалось влияние полимера на качество обрабатываемой воды по физико-химическим, бактериологическим и токсикологическим показателям.
На первом этапе применяли следующую методику. Простерилизованные навески ХАП-4 (1, 2, 5, 10 и 20 г) замачивали в дистиллированной воде, добавляли по 50 мг среды Постгейте В и по 0,5 мл взвеси сульфатредуцирую-щих бактерий (титр Ю-4). Параллельно те же количества ХАП-4 замачивали на органоминеральных растворах, имитирующих исходную очищенную воду. В тех же количествах во флаконы добавляли культуру и среду. Контролем служили флаконы со всеми компонентами, но без поглотителей. Флаконы закрывали притертыми пробками и заливали парафином. Инкубацию посевов осуществляли в бескислородных условиях в течение 7 дней при 37 °С.
Второй этап исследований проводили согласно методическим указаниям [2] с некоторыми дополнениями. Так, параллельно с дистиллированной водой в другой установке фильтровали водопроводную воду, приближающуюся по
Таблица 1
Титры сульфатредуцирующих бактерий и содержание сероводорода в пробах с дистиллированной водой при разных дозах ХАП-4
Доза ХАП-4, г Титр сульфатредуцирующих бактерий Содержание сероводорода, мг/л
1 10"« 150
2 Ю-6 116
5 10"» 20
■ 10 ю-« 23
20 ю-« 13
0 ю-4 166
составу к очищенной и кондиционированной воде оборотных систем.
В эксперименте использованы 2 группы беспородных белых крыс исходной массой 150±10 г по 60 животных в каждой. На протяжении 6 мес у них регистрировали водо-потребление, массу тела, внешний вид и поведение. Поэтапно через 1, 3 и 6 мес животных забивали путем дека-питации и исследовали важнейшие органы морфологическими, биохимическими и гистологическими методами. Изучены содержание натрия и калия, аспартат- и алаиин-аминотрансферазы в ткани печени и сыворотке крови, активность лактатдегидрогеназы в сыворотке крови пируват- ш сукцннатдегидрогеназы в ткани печени, креатинфосфокина^ зы в ткани сердца, а также гематологические показатели периферической крови, коэффициенты массы и гистологическая картина внутренних органов.
Результаты экспериментальных исследований показали (табл. 1), что во флаконах с дистиллированной водой при всех изученных дозах ХАП-4 происходило накопление сульфатредуцирующих бактерий. Видимо, ХАП-4 не подавляет развития сульфатредуцирующей микрофлоры. Из табл. 1 видно также, что содержание сероводорода снижалось с увеличением дозы поглотителя. Даже в малых дозах ХАП-4 интенсивно поглощал сероводород. В отсутствии поглотителя накопление сероводорода шло более чем в 10 раз интенсивнее.
Во флаконах с имитатором очищаемой воды без поглотителя сульфатредуцирующие микроорганизмы не развивались, их количество оставалось на исходном уровне (табл. 2). Во флаконах с поглотителем отмечалось подавление развития сульфатредуцирующих бактерий и практически полное поглощение сероводорода.
Очевидно, ХАГ1-4 оказывает не прямое влияние на развитие сульфатредуцирующей микрофлоры, а только косвенное. Извлекая сероводород из воды и изменяя таким о><Ж. разом условия обитания бактерий, ХАП-4 может угнетата размножение микроорганизмов. Накопление сульфидов в фазе ионита (что возможно при длительной эксплуатации) способствует развитию сульфатредуцирующих микроорганизмов, а накопление органических веществ — развитию нативной микрофлоры.
Опытная эксплуатация ХАП-4 в лабораторной фильтровальной установке подтвердила полученные результаты. На
Таблица 2
Титры сульфатредуцирующих бактерий и содержание сероводорода в пробах с имитатом очищаемой воды при разных дозах ХАП-4
Доза ХАП-4, г Титр сульфатредуцирующих бактерий Содержание сероводорода, мг/л
1 ю-1 8
5 Ю-1 Следы
10 ю-1 »
0 10- 1 116
протяжении длительного времени фильтрования водопроводной воды ХАП-4 полностью извлекал все серосодержа-%|цие соединения и насыщал воду гидрокарбонатами. В на-"чале этого периода жизнеспособные микроорганизмы в фильтрате также отсутствовали. Затем их количество стало нарастать и при содержании их 102 в 1 мл в фильтрате появилось незначительное количество серосодержащих веществ (по сульфатам 6 мг/л). При увеличении числа микроорганизмов до 103 в 1 ил в фильтрате водопроводной воды появился сильный запах сероводорода. По мере исчерпания ресурса ХАП-4 по сульфидам и накопления микроорганизмов в фильтре, видимо, происходили снижение его барьерных свойств и проскок микроорганизмов в фильтруемую воду. Незначительное количество сульфатов в фильтрате водопроводной воды стало появляться после исчерпания около 70 % ресурса, а запах сероводорода — после исчерпания около 90 %. Незначительное число микроорганизмов в фильтрате стало обнаруживаться после исчерпания 21 % ресурса, и количество их достигло уровня, регламентируемого ГОСТом 2874—82 «Вода питьевая», после исчерпания 70 % ресурса. Следовательно, появление сульфатов в фильтрате может быть признаком превышения допустимого микробного загрязнения воды.
При фильтровании дистиллированной воды сульфаты и сероводород до конца ресурсных испытаний отсутствовали. Нарастание микробной обсемененности отмечалось также в более поздний период, чем в фильтрате водопроводной веды,— после исчерпания 83% ресурса. Это связано, ви-ч.димо, с отсутствием серосодержащих и органических ве-Ч|Ьцеств в дистилляте. В данном случае, питательной средой могли служить только полнаминная структура и амннные функциональные группы аиионита, а не сорбировавшиеся органические вещества [1].
Полученные данные о более раннем появлении сероводорода в воде обусловили необходимость проверки динамической восстановительной емкости исследуемого образца. Она оказалась несколько ниже паспортной. Поэтому разница между пределом насыщения по сульфидам (исчерпание ресурса на 90 %) и пределом насыщения по микроорганизмам (появление в фильтрате микробной обсеменек-ности, превышающей допустимую при исчерпании ресурса на 70%) может служить критерием для оценки эффективности эксплуатации ХАП-4 в натурных условиях.
Как показали проведенные исследования, основные показатели качества ХАП-4 (механическая прочность, состав и количество растворимых примесей, динамика их миграции) соответствуют гигиеническим требованиям.
Результаты физико-химических- исследований свидетельствуют о том, что ХАП-4, кроме удаления из фильтруемой воды сульфатов и замены их гидрокарбонатами, влияния на другие показатели качества воды практически не оказывает. Однако первые 2 л фильтрата имели аммиачный, затхлого характера запах интенсивностью 3—4 балла. В последующих порциях фильтрата интенсивность запаха снизилась до допустимого уровня (ГОСТ 2874—82). Содержание веществ группы азота не превышало допустимого. При определении азота аммиака с отгонкой аминов он вообще не определялся. Это послужило основанием для более глубокого анализа аминов в первых литрах фильтрата. С помощью метода газовой хроматографии проведен анализ группы аминов, применяемых для аминирования исходных продуктов сополимеризации ионита. Из всей группы определен только диэтиламин, однако его количество не превышало ПДК для воды водоемов (0,05 мг/л) и практически соответствовало содержанию азота аммиака в этих порциях фильтрата.
Поскольку содержание азота аммиака (интенсивность связанного с ним запаха) снижалось и стабилизировалось после получения 2 л фильтрата, можно предположить, что диэтиламин не переходит в последующие порции.
Данные токсикологических исследований подтверждают это предположение. Практически все изученные показатели у животных опытной и контрольной группы статистически достоверно не изменялись, кроме активности сукцннгт-дегидрогеназы в ткани печени в начальный период исследований. Полученные данные позволяют считать, что из ХАП-4 в фильтруемую воду диэтиламин выделяется в количествах, не имеющих существенного токсикологического значения.
Итоги проведенных исследований позволяют рекомендовать использование ХАП-4 для очистки воды от сероводорода.
При расчете продолжительности эксплуатации (ресурса) загрузки ХАП-4 необходимо вводить 20 % поправку в паспортную характеристику ресурса, учитывающую особенности бактериального загрязнения фильтрата.
Литература
1. Гребешок В. Д., Мазо А. А. Обессоливание воды иони-тами. М„ 1980.
2. Методические указания по санитарно-гигиенической оценке ионообменных смол, предлагаемых к применению и использованию в водоснабжении. Киев, 1978.
Поступила 16.07.85
УДК 613.31:628.1621-074
А. И. Береза, Т. Г. Рудик, О. И. Грибанов
ИСПЫТАНИЯ ЦЕОЛИТОВОЙ ЗАГРУЗКИ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ЦЕНТРАЛЬНОМ
УЧАСТКЕ БАМА
Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта, Москва
Обеспечение районов БАМа доброкачественной питьевой водой является актуальной гигиенической задачей. На западном и центральном участках БАМа в воде обнаруживаются стронций, марганец, сероводород, свинец и др., для восточного участка характерен избыток в воде железа и фтора.
В течение ряда лет проводили исследования по изысканию местных материалов, способных обеспечить сорбцию стронция из питьевой водьс. При этом рассматривали горные породы, бентонитовые глины, цеолиты, вулканические туфы. Испытывали также образцы синтетических материалов: ионообменной смолы КУ-2-8, синтетического цеолита марки X. При проведении лабораторных опытов после соответствующей обработки через образцы пропускали модельный раствор, имитирующий по содержанию солей
стронция воду некоторых источников на центральном участке БАМа. Для его приготовления в водопроводную воду вводили соль хлористого стронция. Анализ воды на содержание стронция проводили методом атомно-абсорб-ционной спектрофотометрии.
На основании изучения сорбционной способности каждого из исследуемых образцов получены данные о наиболее перспективных загрузках. Хорошую способность сорбировать ион стронция проявили оба испытанных синтетических материала, а из природных наиболее активным оказался цеолит. Поскольку природный материал имел высокую сорбционную емкость, а стоимость его значительно ниже, чем искусственных, сделан вывод о необходимости изучать цеолиты различных месторождений, расположен" ных в Сибири и на Дальнем Востоке.
Гигиена и санитария № 5
- 65 -
