CC BY
7
среды борцовского зала оказывается более выраженным, чем в гимнастическом.
При таком неблагоприятном состоянии воздушной среды может значительно повышаться степень утомляемости детей, снижаться их умственная работоспособность, увеличивается опасность микробного заражения. В этих условиях $удшается деятельность дыхательной системы, снижаются дыхательный объем легких, минутный объем дыхания и другие показатели [3, 6]. Следует также указать на то, что загрязнение воздушной среды не только оказывает влияние на функциональное состояние системы внешнего дыхания (особенно у подростков), но и способствует учащению сенсибилизации организма [2, 14].
В связи с отмеченным выше предлагаются практические рекомендации, направленные на создание гигиенически приемлемых условий тренировочного процесса учащихся школ-интернатов спортивного профиля:
— обеспечение динамической системы коррекции отопления залов с целью доведения температуры воздуха до гигиенически обоснованных уровней — 15—16 °С;
— регулирование системы принудительной вентиляции для обеспечения воздушного куба на одного человека на уровне 40 м3;
— проведение систематической текущей влажной уборки помещений спортивных залов с целью снижения степени запыленности воздуха до уровня ниже 0,1 мг/м3;
— предотвращение присутствия в воздухе спортивных залов диоксида углерода и аммиака на уровне выше предельно допустимых концентраций путем кондиционирования воздуха;
t
© А. Е. ШПАКОВ, 19 УДК 614.777:613.31]-07
Системный подход в гигиеническом прогнозировании предполагает комплексную оценку большинства факторов, участвующих в формировании качества воды водоемов [5]. Общепринятые в настоящее время методы гигиенического про-
— систематический (не реже 1 раза в неделю) контроль городскими и районными СЭС состояния воздушной среды закрытых спортивных помещений с применением инструментальных методов исследования.
Литература
1. Бакулин П. П. //Гиг. и сан. — 1970. —№ 9.—С. 85—86.
2. Волкова Н. А., Суокова И. Д. //Там же.— 1986. — № 10, —С. 7—9.
3. Гофмеклер В. А., Мицинский Б. Д., Камынина Л. Н. // Там же. — 1975. — Л» 3. — С. 114—116.
4. Губернский 10. Д., Дмитриев М. Т. //Там же.— 1983.— Ко 1. — С. 9—11.
5. Даценко I. /.,Мартинюк В. 3. 1нтоксикац1я окиси вуг-лецю та шляхи II послабления. — Кит, 1971.
6. Даценко И. И., Бук Н. В., Бяльский А. М. // Физиология спорта: Тезисы Всесоюз. науч.-практ. конф. — Л., 1986. —С. 60-61.
7. Даценко И. И., Бук Н. В.// Гиг. и сан.— 1987. — № 5. — С. 25—28.
8. Захарченко М. П., Дмитриев М. Т. //Там же.— 1982.— № 1, —С. 80-81.
9. Иванов Н. Г., Плисковская Г. Н. Германов A. Л., Хлячкина А. М. //Там же.— 1975, —№ 3. — С. 38—41.
10. Лебедева А. Ф„ Тарасова А. В., Знаменская 3. И., Дударова Е. В. И Там же.— С. 106—108.
11. Мартынюк В. 3., Даценко И. И. Гигиена планирования и оборудования жилища. — Киев, 1978.
12. Сердюковская Г. Н. // Гиг. и сан. — 1986. — № 9. — С. 4—7.
13. Сидоренко Г. И. // Гигиена окружающей среды. — М., 1985.
14. Сидоренко Г. И.// Гиг. и сан. — 1986. — № 12. — С. 4—7.
15. Сухарев А. Г. // Международный семинар по гигиене детей и подростков, 2-й. — М., 1981. — С. 38.
16. Сухарев А. Г. // Гиг. и сан,— 1982, —№ 2. — С. 3—7.
17. Туровец Г. Л., Михайлова Л. В.// Гигиена детей и подростков. — М., 1977. — Вып. 4. — С. 132—141.
18. Vólksch A., Urban /.// Arztl. Jugendk. — 1977. — Bd 68, N 5. — S. 320-323.
Поступила 23.11.88
гнозироваиия в области охраны водоемов [1, 3, 6] направлены на оценку лишь организованных выпусков сточных вод и практически не учитывают влияния рассеянных природных и антропогенных источников загрязнения. Это затрудняет
Гигиена воды и санитарная охрана
водоемов
А. Е. Шпаков
ПРИНЦИПЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РАССЕЯННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ВОДЫ ПРОТЯЖЕННЫХ ВОДОТОКОВ
Карагандинский медицинский институт
использование гигиенических методов прогнозирования в общем комплексе моделей планирования и управления крупными водохозяйственными системами.
На основании комплексных гигиенических исследований функционирования крупной обводни-тельно-оросительной системы нами разработаны методические принципы этапного пространственно-временного прогнозирования качества воды протяженных водотоков под влиянием рассеянных природных и антропогенных источников загрязнения окружающей среды на основе методов математического моделирования управления водохозяйственными системами [2].
Для построения модели прогнозирования качества воды водотока выбирается сеть опорных створов наблюдения, местоположение которых определяется с учетом пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования населения, административно-территориальных границ и т. д. По каждому участку составляется балансовая схема водообмена, собираются данные или проводятся систематические наблюдения за качеством воды водотока, поступающих в него стоков природного и антропогенного происхождения; исследуются сложившаяся санитарная ситуация и перспективы ее изменения. Полученная информация суммируется по однородным показателям и группируется у соответствующего створа наблюдения, исходя из принципов материального баланса. Количество створов и степень суммирования данных зависит от величины водохозяйственной системы и задач прогнозирования.
Для выяснения особенностей влияния рассеянных источников рассмотрим изменение качества воды динамической системы водотока между двумя створами наблюдения с исходной концентрацией загрязняющего вещества (Со) и временем добегания воды до конечного створа наблюдения (/П = «Д/). При равномерном поступлении загрязнения на всем протяжении исследуемого участка за малый промежуток времени (А() в единицу объема воды добавится определенное количество вещества (АС). Уменьшение концентрации исследуемого вещества в водотоке при наличии процессов самоочищения подчиняется экспоненциальному закону (С-е~кпл'). Изменения этой системы через расстояния, кратные времени А(, показаны на рисунке и описываются уравнениями.
для I Ы:С1 = С0-е~ш + ДС;
для 2А/:С2 = С„.е-МЛ'+ ДС-е~ш + ДС;
для 3 Д^:С3 = С0.е-',зд'+ДС.е-Л2Д' + ДС-с-"'+
+ ДС; '
для ЯД/:С„ = С0.е-*"Л' + ДС.е-*(п-1)А' + ... + + ДС-е-ш + ДС,
где п — число периодов добегания воды, равное
Динамика концентрации вещества, поступающего в водоток из рассеянных источников загрязнения, при наличии
процессов самоочищения его воды. Со — исходная концентрация вещества в начальном створе наблюдения, усл. ед.; Сп — суммарная концентрация вещества в контрольном створе наблюдения, усл. ед.; С,() — остаточная концеитра-С
ция вещества в контрольном створе наблюдения в результате деструкции его исходного количества по экспоненциальному закону; ДС — усредненные порции вещества, поступающие в водоток за малый промежуток времени; Д/ — малый промежуток времени, соответствующий периоду осреднения поступления вещества из рассеянных источников; („ — время добегания воды от начального до контрольного створа наблюдения, кратное времени Д<; С\, С,. Сз, Сп_| — промежуточные суммирующие концентрации вещества, учитывающие его деструкцию через время добегания, равное соответственно 1Д/, 2Д(, ЗД(, (п—1)Д(; ЛСЯ — суммарная остаточная концентрация вещества, поступившего между створами наблюдения из рассеянных источников загрязнения за время добегания воды.
сумме периодов осреднения поступления вещества в водоток за время А(, сут; & — константа скорости самоочищения, сут-1; С„ — концентрация вещества в контрольном створе наблюдения, мг/л. /
При математическом преобразовании уравне% ния (1) обобщеннная формула расчета концентрации вещества в контрольном створе наблюдения приобретает вид:
с„ = с0.е-ыд<+ ДС-
е — *гпД( _е — кМ
е-*А'-1
(2)
При отсутствии процессов деструкции вещества в воде водотока преобразование формулы (1) дает следующее выражение:
Сп = С0+/гДС. (3)
Количество вещества, поступающее к урезу водотока с водосборной территории из рассеянных источников загрязнения (ДС, мг/л) за время А/, рассчитывается из соотношения:
Св-Бв-М
ДС = -
(4)
где Св — концентрация вещества в стоке с во-Х досборной территории, мг/л; 5в— общая пло-^ щадь водосбора исследуемого участка водотока, км2; М — среднегодовой модуль стока, л-сут/км2;
— среднесуточный объем среднемесячного расхода воды 95 % обеспеченности, поступающей на расчетный участок водотока, л/сут; у — коэффициент смешивания бокового притока с водой основного водотока, который рассчитывается, согласно рекомендации [4], для нескольких выпусков сточных вод, расположенных на обоих берегах водотока.
^Концентрацию ряда органических и биогенных веществ в стоке с водосборной территории можно рассчитать, исходя из их линейной регрессионной связи с величиной антропогенной нагрузки:
Св = а + ЬХ, (5)
где X — величина антропогенной нагрузки водосбора по исследуемому параметру; а и Ь — коэффициенты линейной регрессии. Параметры антропогенной нагрузки и коэффициенты регрессии ряда показателей качества воды водоемов аридных зон приведены в нашей статье [7].
При использовании предлагаемой методики для крупных обводнительно-оросительных систем необходимо учитывать некоторые особенности формирования качества их воды. Исследования $ показали наличие определенного влияния рассеянных источников загрязнения на качество транспортируемой по каналам воды даже при отсутствии поступления поверхностного стока с прилегающей территории. Это обусловлено непосредственным попаданием загрязнений в воду гидротехнических сооружений при их культурно-бытовом использовании, водопое скота, эксплуатации водозаборных сооружений и т. д. Наши расчеты показали, что количество подобных загрязнений составляет в среднем 0,1 концентрации вещества в поверхностном стоке с прилегающей территории. По мере увеличения доли принимаемого поверхностного стока в канал величина коэффициента поступления загрязнений (/() бу-^ет, очевидно, увеличиваться с 0,1 до 1. Для прогнозных расчетов приемлемой является величина этого коэффициента, равная отношению площади водосбора канала к общей площади прилегающей территории, оказывающей влияние на качество его воды:
где 5в — площадь водосбора, с которой сток поступает в канал, км2; — площадь полосы влияния на качество воды канала, км2.
Размер прилегающей к каналу территории, рассеянные источники которой оказывают влияние на качество транспортируемой воды, следует принять равной полосе до 10 км по обе стороны от сооружения. На данной площади располагается большинство водосборов мелких ручьев и балок. В этой полосе отмечаются наиболее существенные изменения социально-экономических ^ условий жизни населения под влиянием строительства канала, происходит циклическая мигра-
ция рассеянных источников загрязнения (выпас скота, перегоны его на водопой, полевые работы и т. д.). В данных границах размещается земельный фонд большинства сельских хозяйств как таксономической единицы региона, что существенно облегчает расчет антропогенной нагрузки территории. Для прогнозирования качества воды водотока, частично принимающего поверхностный сток, коэффициент К вводится в числитель формулы (4).
Нами проведен сравнительный анализ расчетных показателей качества воды крупной обвод-нительно-оросительной системы при реальной санитарной ситуации и гидрологическом режиме с фактическими величинами этих показателей. Водоток протяженностью около 500 км и временем добегания воды в пределах года был разбит на 4 участка с учетом особенностей его устройства (каналы, линейные водохранилища и т. д.) и характера водопользования. По каждому участку проведен последовательный этапный расчет годовой динамики ожидаемой концентрации вещества на протяжении этой взаимосвязанной системы. Предлагаемая методика позволяет вести прогнозные расчеты по месячным или сезонным параметрам качества воды динамической системы водотоков с помощью ЭВМ. Полученные результаты показали, что ошибка расчета колебалась в пределах от 10 до 34 %. Точность расчета снижалась при уменьшении равномерности поступления загрязнений с боковым стоком. В связи с этим влияние крупных притоков следует рассчитывать отдельно, согласно общепринятым методам оценки организованных поступлений сточных вод [4], вводя их в качестве суммирующей составляющей в формулу (2). Преобразуя уравнение (2), можно определить и константу самоочищения воды с учетом поступающих загрязнений из рассеянных источников.
Таким образом, использование предлагаемых принципов прогнозирования качества воды протяженных водотоков облегчает включение гигиенического прогноза как одного из ведущих системообразующих элементов в комплекс математических моделей планирования и управления водохозяйственными системами. Такой подход позволяет широко использовать банк гидрологических и гидрохимических материалов, программ социально-экономического развития регионов и других данных для гигиенических целей, ввести в систему апробированные гигиенические методы оценки и прогнозирования качества воды, а также корригировать общие модели прогноза и управления в соответствии с новыми достижениями гигиенической науки.
Литература
1. Амрин К■ Р. Прогнозирование санитарного состояния водоемов с целью обоснования водоохранных мероприятии в промышленности на примере Центрального Казахстана: Автореф. дис.... д-ра мед. наук. — М„ 1977.
2. Бостанджогло А. А., Воропаев Г. В., Исмайылов Г. X. // Вод. ресурсы,— 1980. —№ 6,—С. 5—27.
3. Вайсман Я■ И. // Прогноз состояния и управления качеством окружающей среды в районах промышленных узлов. — Пермь, 1980. — С. 3—5.
4. Родзиллер И. Д. Прогноз качества воды водоемов — приемников сточных вод. — М., 1984.
5. Сидоренко Г. И., Амрин К■ Р- // Актуальные вопросы гигиены и борьбь: с инфекционными заболеваниями в Казахстане. — Алма-Ата, 1980.— С. 87—92.
6. Черкинский С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М., 1977.
7. Шпаков А. Е. // Гнг. и сан, — 1985. —№ 10, —С. 12—14.
Поступила 10.10.88
Summary. On the basis of the systems approach principles and a procedure of stage-by-stage space-time prediction of water quality of lengthy water sources were developed under their exposure to scattered sources of environment pollution. The proposed calculation procedure took account of the majority of natural and anthropogenic factors of water quality formation. The error constituted 10—34 % and grew according to the decrease of uniformity of polluti^ji effect or scattered sources at the predicted area of a water source.
© Н. Т. МУЗЫЧУК, 1990 УДК 613.31:614.481-07
Н. Т. Музычук
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ ИОНАМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ В МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТАХ
(обзор)
Киевский медицинский институт
В нашей стране в комплексе мероприятий по охране здоровья человека важное место занимает подготовка доброкачественной питьевой воды на автономных объектах. Обеспечение питьевой водой лечебно-профилактических учреждений, совхозов, речного флота и т. д. — актуальная задача нашего времени. Особенности этой проблемы заключаются в том, что на небольших объектах ограничивается выбор источников водоснабжения. В то же время высокие темпы индустриализации и урбанизации приводят к поступлению в водные источники загрязняющих примесей многокомпонентного характера, токсичных веществ, возбудителей инфекционных заболеваний. Так, в последние годы артезианская вода, которая получила широкое применение в малых населенных пунктах, не всегда может подаваться потребителю без предварительного обеззараживания. Наряду с этим отмечено снижение способности поверхностных водоемов к самоочищению, что изменяет санитарный режим и обусловливает их вторичное загрязнение. Такое положение усложняет задачу очистки и обеззараживания воды в соответствии с предъявляемыми высокими гигиеническими требованиями к ее качеству и вызывает необходимость индивидуального подхода к составлению схем водо-обработки.
Как показала практика, применение на автономных объектах традиционных технологических приемов подготовки воды нецелесообразно из-за их громоздкости, наличия реагентного хозяйства, большого штата обслуживания. Реальная действительность требует простых и удобных, быстрых и надежных способов обеззараживания. Наиболее универсальным в этом отношении является использование электролитических растворов
серебра. Однако вследствие высокой стоимости^ серебра возникла необходимость замены его другими, более доступными и близкими по своей биологической активности тяжелыми металлами. Наряду с этим, поскольку воздействие предельно допустимых концентраций ионов тяжелых металлов на микроорганизмы малоэффективно, одновременно возник вопрос об интенсификации их действия электрическим полем. Уже первые работы но обеззараживанию воды методами, основанными на использовании электрического тока, привлекли к себе внимание. Так, в работе [20] изучены границы действия слабых токов на микроорганизмы. На основании проведенных исследований показано, что сила электрического тока в пределах 0,1—0,3 мА тотчас вызывала стимул ляцию клеточного деления дрожжей и Е. coli в* нативной водопроводной воде. Н. Г. Ткачук и со-авт. [13] установили интенсивное развитие Bact. agile в сточной воде при силе переменного тока от 9 до 21 мкА и pH среды 7,0. Стимулирующее влияние постоянного тока на свободноживущие, симбиотические азотфиксаторы установлено в работе [6]. Пропускание электрического тока в диапазоне 0,01—0,5 мА через культуру приводило к ускорению клеточного деления и возрастанию биомассы в 1,5 раза. При силе тока 10— 40 мА появлялись сильно вытянутые инволюционные формы и измельченные клетки с измененной биохимической активностью [17].
По данным [7], при напряженности поля 3 кВ/см и времени обработки 1200 с количество клеток Candida tropicalis в обработанной дрожжевой суспензии увеличивалось более чем в 14 раз по сравнению с контролем.
Незначительное обеззараживающее действие^ малоградиентного электрического поля вызвало
