CC BY
11
1людений, свидетельствующих об относительно низких [рационных способностях банвела Д. ■Очевидно, именно в связи с этим в картофеле, выравнен в почве, содержащей 0,25 и 0,5 мг/кг гербицида, |вела Д не обнаружено: картофель был посажен на 1бину 30—40 см, а гербицид за вегетационный период (достиг этого уровня. Вместе с тем при определении рпытных образцах картофеля количества крахмала [итамнна С установлено, что при содержании в почве I мг/кг банвела Д достоверно снижается уровень крах-Ьа и витамина С в картофеле, чего не наблюдалось в ^неплодах, собранных с почвы, 1 кг которой содержал
' мг гербицида. |В зерне пшеницы, выращенной в производственных |овиях на почве, которая за 1 год до посева была образна гербицидом из расчета 10 кг/га, обнаружено его " мг/кг. По рекомендуемому суточному набору пище-продуктов в среднем на 1 человека, утвержденному |вным санитарным врачом СССР 16/1V 1968 г., в оргазм человека в сутки поступает 330 г хлебопродуктов 1ереводе на муку. Исходя из этого, можно считать, что гакнм количеством муки в организм попадет 0,66 мг |бнцида в сутки. Как известно, допустимые остаточные ■ичества банвела Д в продуктах питания не разра-|аны. Но исходя из его ПДК в воде (15 мг/л), которая пускает суточное поступление этого гербицида в орга-рм в количестве 45 мг/кг, нет оснований опасаться желательных сдвигов при суточном введении в орга-км 0,66 мг банвела Д.
Изучение в опытно-полевых условиях влияния различных концентраций банвела Д (0,25, 0,5 и 4,5 мг/кг) на процессы самоочищения почвы показало, что на 4-м месяце опыта достоверно возросло содержание аммиачного азота в почве опытных участков, содержащей 0,5 и 5,5 мг/кг гербицида, по сравнению с контролем. Увеличилось также (хотя и недостоверно) количество азота нитратов в почве опытных делянок. В лабораторных условиях определяли влияние банвела Д в концентрации 0,25 мг на 1 кг почвы на ряд показателей, характеризующих ее биологическую активность. Такие показатели, как нитрифицирующая активность почвенных микроорганизмов, «дыхание» почвы (СОг), целлюлозоразрушающая активность, общее микробное число и количество споровых микроорганизмов, динамика образования азота аммиака и нитратов в присутствии указанной концентрации гербицида, в опыте не отличались от контрольных.
При сопоставлении всех полученных данных оказалось, что лимитирующим показателем для разработки ПДК банвела Д в почве является влияние его на пищевую ценность картофеля (крахмал и витамин С). Количество гербицида 0,25 мг на 1 кг почвы не оказывало отрицательного действия на указанный показатель. При этой же концентрации (и даже более высокой— 1,0 мг на 1 кг почвы) банвел Д не действует на все остальные процессы, что и дает основание рекомендовать в качестве ПДК банвела Д в почве 0,25 мг/кг.
Поступила 19/У 1980 г.
УДК 628.12/. 15:628.1.03:576.851.1 1в
( Канд. биол. наук Ю. В. Гелетин, Г. С. Горяинова,
Л. И. Коробейникова, канд. мед. наук Н. А. Русанова
РАЗВИТИЕ ЖЕЛЕЗОБАКТЕРИЙ В СИСТЕМАХ КОММУНАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ПОДЗЕМНЫМИ ВОДОИСТОЧНИКАМИ
Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, Москва
Подземная вода имеет, как правило, хорошие санитар-бактериологические показатели. Однако при питании :тем водоснабжения глубинными водами в эти системы они кают некоторые организмы, которые, не представ-я прямой опасности для здоровья человека, нарушают боту системы и ухудшают органолептические свойства 1ы. Среди таких организмов наиболее распространены лезобактерии. Попадая в системы транспортирования ды, они обрастают водоводы и резервуары и способст-ют коррозии. В некоторых случаях обрастания могут ть столь значительны, что почти полностью закупори-ют сечение трубы. Размывание их при перепадах гидро-намического давления, а также размножение железо-ктерий непосредственно в толще транспортируемой 1ы приводят к повышению мутности, цветности («ржа-я вода»), появлению привкусов и запахов. С ростом потребления подземных вод все более вы-ляется отрицательная роль железобактерий. В обзоре 1ериканских исследователей МаскегМип и Кеир в спи-е организмов, осложняющих работу систем водоснаб-:ния США, железобактерии занимают второе место пос-водорослей. Тем не менее условия, необходимые для : массового развития в системах питьевого водоснабже-|я, мало изучены, а без их знания нельзя разработать роприятия, предотвращающие интенсивное размноже-1е железобактерий.
Целью данной работы было исследование условий, >торые способствуют развитию железобактерий в под-мных водах, используемых в коммунальном водоснабже-!И. При этом в задачу входило изучение железобактерий
в воде как непосредственно из скважин, так и в транспортируемой по водопроводным системам из разных участков этих систем.
Исследования проводили на 9 системах водоснабжения, размещенных в различных районах Европейской части страны: на водопроводах г. Люберцы, Климовска, пос. Русское поле в Московской области, на Троицком групповом водопроводе в Краснодарском крае, на водопроводе Воронежа и ряде систем водоснабжения Ростовской области (обследование последних выполнено сотрудниками Ростовского научно-исследовательского института коммунального водоснабжения и очистки вод Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова). Во всех случаях изучали качественный и количественный состав железобактерий в воде из скважин, водоводов и резервуаров. Одновременно регистрировали физико-химические показатели, принятые для характеристики качества воды по ГОСТу 2874—73 «Вода питьевая». Железобактерии изучали методом фильтрации воды через мембранные фильтры с помощью пластин обрастания и в отложениях и обрастаниях водоводов и резервуаров. Всего обследовано 26 скважин, подающих воду с горизонтов 50—360 м. Железобактерии найдены в 22 из них, что указывает на их широкое распространение в подземных водах. Содержание этих микроорганизмов колебалось в широких пределах — от единиц до десятков тысяч в 1 мл воды; обычно в 1 мл воды количество их в пределах тысячи.
Наиболее часто встречались кокковые формы рода сндерокапса (БМегосарэа), или по недавно предложенной классификации — АгМгоЬа^г (В. М. Горленко и соавт.;
Dubinina н Zhdanov), а также железобактерии родов лептотрикс (Leptothrix) и галлионелла (Gallionella), образующие железистые нити.
Вода скважин характеризовалась различным качественным и количественным составом железобактерий. В одних скважинах указанные формы встречались примерно в равном количестве, в других преобладала одна из форм. Кокковые железобактерии найдены практически во всех скважинах. При наблюдениях за составом железобактерий на отдельных скважинах (в Воронеже, Люберцах) в течение 2—5 лет отмечены случаи изменения их качественного состава, что выражалось в смене доминирующей формы.
На наличие и количество железобактерий в водах скважнн не влияет глубина залегания эксплуатируемого водоносного горизонта. Полученные данные не позволяют также установить какой-либо отдельный химический показатель, играющий решающую роль для массового развития железобактерий. Однако прослеживается тенденция к увеличению численности железобактерий в водах, более богатых не только железом, но и одновременно соединениями азота и фосфора. Так, при сравнении вод, в I мл которых железобактерии встречались десятками, сотнями и даже тысячами, и вод, где они были представлены единичными формами, оказалось, что в первом случае содержание NH^f", нитритов и нитратов достигало соответственно 1,68 , 0,33 и 5,0 мг/л, тогда как во втором концентрация этих веществ не превышала соответственно 0,78, 0,001 и 0,4 мг/л.
Обращает на себя внимание отсутствие прямой связи между количеством в воде скважин железобактерий и концентрацией двухвалентного железа (Fe3+), значение которого для жизнедеятельности этих организмов подчеркивается многими исследователями, начиная с В. Н. Вино-градского (Н. Г. Холодный; Г. А. Заварзин). Наши исследования показали, что высокое содержание железобактерий в подземных водах (сотни организмов в 1 мл) может встречаться при довольно широком диапазоне концентрации Fe3-1" (от следов до 4,65 мг/л). В то же время даже при достаточно высоких концентрациях Fe4+ (0,3— 0,8 мг/л) железобактерий может быть относительно небольшое число (десятки или единицы в 1 мл). Имелись даже отдельные случаи выявления железобактерий в воде, в которой Fe2+ не обнаружено. В I мл воды, содержащей железо в пределах требований ГОСТа 2874—73 «Вода питьевая», численность этих бактерий может колебаться в широких пределах — от единиц (или даже полного отсутствия) до 1000 в 1 мл. Аналогичные выводы относительно отсутствия корреляции между содержанием в воде скважин железобактерий и Fe2+ были сделаны югославскими исследователями (ВагЫб и соавт.), которые изучали их распространение в 26 скважинах, снабжающих питьевой водой с глубины 22—30 м водопровод Белграда. Железобактерии обнаружены ими в воде всех скважин, в том числе и в 2, в воде которых не было растворенных солей железа.
Вероятно, железобактерии развиваются на поверхности обсадных труб и другого оборудования исследованных скважин и соответственно могут поступать в воду с этих поверхностей. Однако изучение железобактерий в воде ряда скважин Троицкого группового водопровода, аналогичных по оборудованию, а также по срокам и условиям эксплуатации, показало, что вода этих скважин существенно различается как по качественному, так и по количественному составу железобактерий. Такие же различия установлены для воды нескольких скважин водопровода Климовска, сходных в технологическом отношении. Это позволяет предположить, что полученные данные в основном характеризуют исходную воду, а не пторнчное загрязнение с поверхности оборудования. В пользу такого заключения говорят и результаты, полученные югославскими исследователями. Помещая п трубы скважнн стеклянные и металлические пластины на 20— 30 дней (в условиях рабочей эксплуатации скважнн), они не выявили определенной связи между сроками непрерывной эксплуатации скважин (1—9 лет) и интенсивностью
зарастания опытных пластин. Объяснение этих фак представляет значительные трудности, поскольку про сы развития железобактерий в толще подземных водон ных слоев, а также условия их проникновения в воды ск жин пока неясны.
Более четкие отношения между развитием железоб тернй и физико-химическими показателями воды наб. даются в системах транспортирования воды. Прежде вс следует подчеркнуть, что, поступая с водой скважин данные системы, железобактерии находят здесь, как п вило, благоприятные условия для энергичного роста. -касается тех систем водоснабжения, на которых подз ная вода не подвергается обработке. Причину резкого в растания численности железобактерий в подземной во поступающей в системы транспортирования, можно уем ривать в условиях аэрации воды. При недостатке или сутствии кислорода, что характерно для подземных во железобактерии могут, по-видимому, сохраняться, но способны к массовому размножению. Они попадают в др гие условия, когда вода начинает насыщаться кислородо количество которого после регулирующих емкостей и резервуарах достигает 1,5—2 мг/л. Возможно, имеет зн чение и реакция среды: в водопроводах реакция воды обы но нейтральная или слабощелочная, тогда как исходи подземные воды являются более кислыми.
Как указывалось выше, решающий фактор (или фа торы) в развитии железобактерий в воде скважнн по еще полностью не выяснен. В отличие от этого в система транспортирования воды обнаруживается зависимост численности и качественного состава этих организмов о двух факторов. Во-первых, рост железобактерий в вод~ проводных системах находится в прямой зависимости о концентрации Ре4+. Чем выше концентрация растворе ного железа, тем интенсивнее за счет железобактерий про текают процессы обрастания трубопроводов, образовани осадков в резервуарах, а также увеличения цветности мутности воды. Так, при значительном развитии кокко вых форм железобактерий и возрастании их количеств на 4—5 порядков отмечено резкое увеличение мутност воды (с 0,5—1 до 28—35 мг/л). При этом взвесь, обуслов ливающая мутность, придавала воде желтый цвет. Микро скопический анализ осадков, полученных при фильтровании такой воды через мембранные фильтры, показал, что они состоят преимущественно из различных железо-бактериальных образований с разной степенью сохранности. Окисление двухвалентного железа в трехвалентное с выпадением в осадок малорастворимой гидроокиси железа может осуществляться и химическим путем, однако при активном развитии железобактерий в этих превращениях железа начинают преобладать микробиологические процессы. Во-вторых, большое влияние на степень развития железобактерий в водопроводных системах оказывает скорость потока воды. В водоводах большого диаметра (0,5—1 м), где скорость движения ее не менее 1 —1,5 м/с, обрастания из железобактерий создаются медленно и осадка на дне практически нет. На участках с замедленным током — в тупиковых участках, регулирующих резервуарах, внутренних домовых сетях, где скорость движения воды невелика, а в определенное время суток даже падает до нуля, железобактерии развиваются более интенсивно.
На разных участках системы транспортирования воды отмечена преобладающая роль тех или иных форм железобактерий. На участках с быстрым движением воды, т. е. в магистральных водоводах, основную роль в обрастаниях на стенках водоводов играют кокковые формы и представители рода галлионелла. Эти же формы чаще всего обнаруживаются в пробах воды из водопроводных систем, так как они, особенно кокковые, значительно длительнее, чем другие формы, благодаря малым размерам могут находиться во взвешенном состоянии в толще воды. На участках с низкой скоростью движения воды доминирующее значение приобретает род лептотрикс; за счет развития этих нитчатых форм происходит в основном образование осадков в отстойниках и резервуарах.
Интенсивность размножения железобактерий в системах водоснабжения можно показать на двух примерах.
ух обследованных скважинах водопровода Климовска мл воды содержалось 50—100 организмов (кокковые мы), в воде сборного водовода протяженностью 7 км центрация их возрастала в 5—10 раз, а в точках сети игала даже 103—10е. В двух скважинах пос. Русское е железобактерий рода галлионелла обнаружено всего 15 в 1 мл, тогда как в воде водонапорной башни, нахо-ейся в районе водозабора, число их было равно 10*.
Выводы
1. Развитие в системах водоснабжения железобактерий, тупающих с подземной водой, отрицательно сказывает-на состоянии сооружений и сетей, а также качестве нспортируемой воды.
2. Полученные данные указывают на необходимость работки мероприятий по предотвращению развития езобактерий в системах водоснабжения. В связи с м контроль за содержанием железобактерий в воде, ираемой скважинами, является одним из этапов борьбы оступлением изученных микроорганизов в системы во-набжения.
3. Наличие в исходной воде Ре2+ и его концентрация
сами по себе не могут быть показателями количественного развития железобактерий в воде скважин, а иногда даже их присутствия. Точная оценка подземной воды может быть дана только в результате специального бактериологического анализа воды, а не на основе ее физико-химического состава. Такая оценка особенно важна при проектировании водопроводов с подземными источниками на стадии изысканий. Она позволит выявлять подземные воды с интенсивным ростом железобактерий и своевременно предусматривать мероприятия, препятствующие их значительному развитию в системе водоснабжения.
ЛИТЕРАТУРА Виноградский В. Н. — В кн.: Микробиология почвы.М., 1952, с. 57—61. Горленко В. М., Дубинина Г. А., Кузнецов С. И. Экология водных микроорганизмов. М., 1977, с. 288. Заварзин Г. А. Литотрофные микроорганизмы. М., 1972. Холодный Н. Г. Железобактерии. М., 1953. Dubinina G. A., Zhdanov А. V. — J. Syst. Bact., 1975,
v. 25, p. 340—350. Mackenthun К. M., Keup L. E. — J. Am. Water Works Ass., 1970, v. 62, p. 520—526.
Поступила 17/111 1980 г.
УДК 613.646:622.61:622.361.1
Б. Б. Фиишан
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОБЫЧЕ ОГНЕУПОРНЫХ
ГЛИН
Городская санэпидстанция, г. Боровичи Новгородской области
Разработка месторождений огнеупорных глин прово-ся открытым (карьеры) или подземным (шахты, штоль-) способом. Глубина залегания не превышает 80 м. гидрологических условиях месторождений, несмотря их различное географическое положение, можно отме-ь основной признак, определяющий интенсивность и рактер обводнения горных выработок: приуроченность сторождений к массивам преимущественно несцементи-ванных песчано-глинистых пород. В полном разрезе сторождений насчитывается от 2 (Берлинское и Мойское сторождения) до 8 (месторождения Боровичско-Любы-нской группы) водоносных горизонтов. Основными ис-чниками водообразования на разрабатываемых место->ждениях являются подглиняный, межглиняный и над-иняный водоносные горизонты. Данная классификация ъединяет все виды и гидрологические типы межпласто-лх вод только по принципу общности места проникнове-1Я шахтных или карьерных вод. Наиболее распространи подглиняный (Латненское, Часов-Ярское, Ново-айское н Положское месторождения) и межглиняный (ировоградское месторождение) горизонты. Надглинян->|й водоносный горизонт наиболее широко распростра-ен почти на всех месторождениях за исключением Суво-овского, Белкинского, Нижне-Увельского, Кумакского, прельского месторождений. Горизонты на разных ме-горождениях имеют различный характер — напорный или езнапорный. Водоприток в выработки колеблется от 5—40 м3/ч (Мойское, Новоселицкое и Трояновское место-ождения) до 400 м®/ч (Пятихатское и Берлинское) и даже 00 м3/ч (Суворовское, Часов-Ярское, Троицко-Байнов-кое и Владимирское). Коэффициенты водообильности иахт и карьеров составляют от 0,5 до 20 м3/ч на 1 т полез-юго ископаемого.
Высокая степень обводненности и сложная гидрологн-1еская ситуация при добыче глин вызвали необходимость фоведения ряда мероприятий по осушению месторожде-1ИЙ, которые можно свести в единый комплекс, включаю-ций предварительное, опережающее осушение месторож-1ення, откачку воды водопоиижающими скважинами или :квозными фильтрами из группы водоносных горизонтов,
сбор воды из надглиняных горизонтов забивными фильт* рами, строительство специальных дренажных горизонтов в условиях подземной добычи глины и ряд специальных мероприятий в зависимости от конкретных гидрогеологических условий обводнения выработок.
Столь интенсивные работы по водопонижению приводят к образованию широко распространенных зон гидрологических депрессий с изменением направления и дебита подземных вод. При водоосушении происходит не только истощение запаса подземных вод, но и смешение вод разного химического состава. При изучении гидрогеологических особенностей шахты «Пролетарий» Боровичско-Любытинской группы месторождений (Н. П. Красильнн-кова и соавт.) оказалось, что в результате интенсивной откачки воды на фоне древней геологической депрессии образовалась локальная гидрологическая с вовлечением в зону депрессии поверхностного*стока р. Бельгии и изменением зоны питания водоносных горизонтов комплекса тульских отложений. Использование воды из подземных выработок для хозяйственно-питьевых целей шахты оказалось неприемлемым в связи с ухудшением бактериологических показателей воды даже при обеззараживании подземной части водозаборных сооружений и разводящей сети. Радиус влияния режима откачки вод при образовании зон депрессии для основных водоносных горизонтов верхних и нижних зон в толще известняков ордовика достигают 5—15 км, что исключает возможность использования данных горизонтов для артезианского водоснабжения населения, живущего на прилегающих к разработках ареалах.
При изучении режимов водообразования и водопрн-тока в шахты и карьеры на примере шахт «Пролетарий», «Волгине», «Шиботово» и «Артем-2», а также карьера «Усть-Брынкино» Боровичско-Любытинской группы месторождений установлено, что по гидрогеологическим и инженерно-геологическим условиям освоения эти выработки можно отнести к 3-й группе месторождений в связи с наличием в полном разрезе месторождений до 8 водоносных горизонтов напорного и безнапорного характера.
