CC BY
20
Член-корреспондент АМН СССР. проф. Р. БАБАЯНЦ
Санитарное состояние Невской губы
Современное санитарное состояние Невской губы определяется ее гидрогеологическими и гидрометеорологическими особенностями, а также вынужденным спуском в нее неочищенных стоков Ленинграда.
Указанные условия Невской губы изучались с различных точ°к зрения, и в настоящее время накоплен огромный материал. Из этих исследований особенно ценными для санитарной характеристики Нез-ской губы являются некоторые из выполненных за последние 40 лет работ. К ним относятся гидрогеологические и гидрометеорологические исследования Скорикова (1905'—1908), Шпиндлера (1913), Ляхницкого и Барабанова (1923—1932), гидробиологические исследования Дерюгина, Киселева, Рылова и Баранова (1920—1937) и санитарно-обсле-довательское, санитарно-химико-бактериологические и биологически? исследования комиссии Хлопина (1911—1913), Горовиц-Власовой (1931), Красовской и Исаченко (1932—1934), Евилевича и Федорова (1937) и Бабаянца (1938).
Тщательное изучение всего этого огромного материала, его анализ и особенно сопоставление результатов исследований по отдельным периодам, определяющимся в 20 и более лет, позволили нам впервые дать исчерпывающую санитарную характеристику Невской губы.
Основы этой характеристики в части естественных возможностей к самоочищению и фактического самоочищения, .степени загрязнения водоема и судьбы загрязнений как всего водоема, так и отдельных его частей и санитарного прогноза о состоянии Невской губы при спуске в нее стоков будущей новой раздельной канализации еще перед Отечественной войной получили одобрение Комиссии экспертов — наиболее крупных гигиенистов и санитарных техников СССР а в июне 1946 г.— объединенного заседания ленинградских отделений Гигиенического общества и ВНИТО водоснабжения и санитарной техники.
Санитарный режим Невской губы прежде всего определяется ее размерами, объемом вод, течением, температурой, биологией водоема, соотношением чистых и поступающих сточных вод, процессами осаждения, агломерации, адсорбции, абсорбции и минерализации органических частей этих стоков.
Невская губа в границах осей Котлин — Лисий Нос и Котлин — Ораниенбаум, северного и южного берегов и дельты Невы имеет длину а 24 км, ширину 13—15 км, площадь 330 км2, глубину от 0,9 до 6,6 м, в среднем 3,4 м, в южных воротах—1 —1,5 м, в северных 6,4—5,6 м с общим объемом вод около 1 000 млн. м3.
Невская губа питается водами Невы со средним (по 216 определениям) расходом 2 820 м3/сек (от 1 600 до 4 800 м3/сек). Эти воды образуют за истоком Невы дельту в 4,5 км2, к западу заканчивающуюся баром глубиной в 2 м, который прорезывается известными пятью фарватерами. Скорость течения Невы в среднем по Шпиндлеру 60 см/сек, максимум 100 см/сек; в Невской губе она падает до 10—20 и даже до 5—10 см/сек, в южной части до 1—4 см/сек, а в фарватерах 25—30 см/сек, максимум до 45, а в корабельном фарватере до 80 см/сек.
Вся маоса воды на 85Р/о направляется на север, а остальные 15»/«*—на юг. Основной поток воды как бы в виде продолжения корабельного фарватера идет на запад, увлекая остальные фарватеры, и
1 В Комиссии участвовали: действительные члены Академии медицинских наук
А. Н. Смени, 3. Г. Френкель, А. А. Бойков, засл. деятель науки С. Н. Строганов и
П. С. Белов и др.
■уходит через северные ворога к Финскому побережью. Меньшая часть, встречая поднятие дна у Котлина, отклоняется к югу, частично уно сится морским каналом, но ббльшая часть, встретив Ораниенбаумскую отмель, направляется на юго-восток, доходит до дамбы, заканчивая здесь свою циркуляцию, в середине которой остается застойная область. Эта идеальная схема движения воды в точности имеет место только зимой под ледяным покровом; в остальные времена года она нарушается ветрами, нагонами и сгонами, волнами соленой морской воды с запада, задерживающимися в северных воротах мощным встречным потоком и прорывающимися через южные ворота. В южной части губы эти волны идут далее по морскому каналу, занимая глубину 7—12 м. Над волнами соленой морской воды сверху скатываются слоем в 5 м пресные речные воды. Соленые воды достигают Михайловского и Стрельны. Исследования воды при таких волнах показали, что в то время как обычно в пресной воде хлора было 3—4 иг/л, на глубине 9,5 м было 3 245 мг/л, 6 м — 3 186, 4 м— 1 853, а на поверхности — 106 мг/л; у Михайловского — 308, у Петродворца — 106, а у Стрельны — 2 564 у дна и 5,8 мг/л хлора на поверхности.
Температурный режим Невской губы имеет гомотермический характер: кривые температуры придонных и поверхностных слоев воды по одинаковым месяцам почти одинаковы. Разница в температуре дна и поверхности составляет 0,09°, 0,05° и 0,2°. С другой стороны, температура воды в губе соответствует температуре воздуха: летом 16—20°, весной 9°, а зимой около 0°. Ледяной покров Невской губы держится в среднем 147 дней и достигает толщины 30—40 см. Средние сроки замерзания — 25 ноября, вскрытия — 21 апреля.
Указанный термический режим — гомотермия и соответствие температуре воздуха — обусловливается, разумеется, наличием в толще вод Невской губы течений, перемещений и турбулентных движении, благодаря которым происходит тщательное перемешивание вод.
В соответствии с разницей в скорости движения и в направлении вод в южной и северной части губы северный берег, особенно за Лах-той, подвергается размыву и оголен, а южный берег от Ленинградского Кировского завода до Старого Петергофа, а местами и до самого Ораниенбаума заболочен и покрыт осокой, камышом, тростником и подводным рдестом. Только в некоторых местах южного побережья берега песчаные. Планктон и бентос Невской губы разнообразны и относительно богато представлены: они состоят, с одной стороны, из пресноводных организмов озерно-прудового типа, занесенных из Ладожского ■озера, а с другой, хотя и в меньшей степени, — из моря (типичных форм фитопланктона). Оценивая этот богатый комплекс организмов с чисто санитарной точки зрения, следует отметить, что многолетние исследования Дерюгина и его учеников показывают, что организмы показатели загрязнения вод — сапробные формы червей олигохет — были найдены только в Морском канале.
Приведенная выше характеристика Невской губы, ее мелководье и гомотермический режим, огромная открытая, подвергающаяся влиянию больших и перемещающихся масс воздуха и лучей солнца поверхность водоема с неограниченной способностью аэрации и реаэрации, частые нагоны и сгоны, циркуляционные и турбулентные движения воды, внутренние волны морского происхождения, доходящие по каналу до дамбы, и богатый планктон и бентос позволяют считать, что воды Невской губы подвергаются хорошему перемешиванию, а водоем в целом обладает хорошей самоочищающей способностью.
Этот вывод подтверждается прежде всего и главным образом фактическим состсянием Невской губы. Несмотря на то, что с тех пор, как в Ленинграде начали действовать водопроводные, канализационные и дренажные сооружения, т. е. в течение последних 100 лет, с основания
же Петербурга частично все стоки, нечистоты, фекалии, а в значитель ной мере и сметки, мусор, осадки из канализационных колодцев, концентрированные промышленные воды с большим содержанием органических веществ в огромных количествах поступают тем или другим путем в Невскую губу, тем не менее нельзя сказать, что имеются какие-нибудь объективные и убедительные данные об ухудшении сани тарного состояния водоема. Осматривая Невскую губу в различных ее частях, не находят ни гнилостного запаха, ни бурно идущих процессов органических отложений, как это постоянно можно наблюдать на загрязняемых реках и каналах города в летнее время.
Вопрос о том, загрязняется или не загрязняется Невская губа, более 30 лет служит предметом дискуссий только потому, что объективных данных о такой степени загрязнения, с которой водоем не мог бы справиться, не только нет, но и не может быть по общеизвестным правилам самоочищения водоемов. В воде Невской губы ни один исследователь никогда не находил сколько-нибудь заметного дефицита кислорода; наоборот, на многих пробах было установлено перенасыщение. Одно это обстоятельство Говорит о том, что Невская губа хорошо справляется со всеми поступающими в нее стоками. Органические вещества этих стоков претерпевают такое грандиозное разбавление чистыми речными водами и отнимают от последних такое незначительное количество кислорода, что убыль его немедленно восполняется' усиленной реаэрацией. Большая самоочищающая способность и высокая санитарная устойчивость Невской губы подтверждается еще в большей степени сопоставлением результатов вышепоименованных гигиенических исследований по отдельным периодам.
Вода Невской губы по исследованиям 1911—1912 гг. в пробах с подавляющего большинства мест губы мало отличается от воды Невьи Плотный остаток такой же, как воды Невы, причем прокаленный более 1/з: окисляемость около 8 и не менее 7,3—7,8 летом и 8—8,5 зимой, подо льдом; аммиака менее 0,1 и только зимой незначительно больше; азотистого и азотного ангидрида не было найдено ни в одной пробе; сульфатов 2—3—6 и только по одной из 18 станций— 15; щелочность несколько больше, чем воды Невы; взвешенных веществ в северной части 2—7, в южной—11 —18; растворенный кислород 8,3—11,3 с пересыщением летом и дефицитом весной и осенью не более 1,4 в среднем, максимум 2,7. Аналогичные исследования, к сожалению, в не вполне идентичных пунктах и не по той же методике, произведенные в 1932— 1934 гг., т. е. спустя 20 с лишним лет, дали почти такие же результаты: плотный остаток 51—92, потеря его 26—44, окисляемость 8,1—10,3.. аммиака 0,08—0,23, отсутствие ангидридов азотистой и азотной кис лоты, взвешенных веществ 3—9, щелочность такая же, как воды Невы,, растворенного кислорода 9,1—12,0 при дефиците в те же периоды 0,4—2,3;, и ВПК —0,9—1,7.
Сравнивая результаты исследований 1911—1912 и 1932—1934 гг. между собой только по идентичным участкам Невской губы, мы приходим не к одинаковому заключению: за истекший период по одним показателям устанавливаем ухудшение, а по другим, наоборот, улучшение санитарного состояния водоема. В устье Невы, благодаря поступлению теперь, повидимому, более концентрированных стоков, все показатели хуже. В южной части воды стали более загрязненными по щелочности, окисляемости, дефициту кислорода и аммиаку и более-чистыми по прозрачности, плотному остатку, хлоридам и сульфатам. В северной части воды стали чище по плотному остатку и по дефициту кислорода и более загрязненными по окисляемости, аммиаку, хлоридам и сульфатам.
Морской канал стал грязнее по щелочности и окисляемости, в тс-время как по всем остальным показателям воды его стали чище.
Наряду с этими -противоречивыми данными, абсолютные приращения и снижения показателей загрязнения воды по химическим исследованиям за два десятка лет до того ничтожны, что их смело можно считать не выходящими за пределы точности обычного лабораторного определения. Кроме того, абсолютные величины этих определений качеств воды Невской губы находятся вполне в соответствии с составом чистых вод открытых водоемов аналогичного происхождения: прозрачность больше 1 м, плотный остаток 50—70, редко (в связи с волнами морской воды) более 100, отсутствие ангидридов азотистой и азотной кислот и незначительное количество аммиака, окисляемость 8—10, дефицит кислорода около 1,5 и нормальное, весьма небольшое содержание хлоридов и сульфатов.
Хорошая санитарная устойчивость Невской губы устанавливается и по результатам бактериологического и биологического исследования воды.
Общее число бактерий в воде Невы, по многочисленным исследованиям ленинградских гигиенических лабораторий, составляет: в месте забора воды Главной водопроводной станции от 10 до 5 300, в среднем 375, а в черте города 2 080—2 500, в среднем 2 180 в 1 мл. По сравнению с этим в воде Невской губы было найдено бактерий при исследованиях 1911 —1912 гг. по 22 районам: в 15 районах 2 200—4 660, в двух — 6 000—10 000 и в пяти— 11 950—28 460 в 1 мл, а при исследованиях 1932—1934 гг. по 29 станциям: в 18 станциях — 947—3 078, в 4 станциях — 5 300—10 000 и в 7 станция.х — 11 000—40 000. По обоим периодам в 39 из 51 станции, или в 76% случаев, воды содержат бактерий до 10 000 или, по шаблонной схеме оценки для питьевых вод, относятся к посредственным водам; в водах 33 станций из 51 такое же количество бактерий, какое встречается в воде Невы в месте забора Главной водопроводной станции. Что касается коли-титра, то из 152 проб 1911—1912 гг. 148 проб воды губы дали 5,0—0,01 см3, а из 183 проб 1932—1934 гг. 173 пробы дали 10—0,01 см3. Другими словами, если применить опять шаблонную (хотя, разумеется, устарелую) схему для оценки питьевой воды, то по первому периоду 77%, а по второму 81% проб следует считать посредственными и только или даже несколько менее этого количества проб являются нечистыми. Заслуживает быть отмеченным, что сопоставление результатов определения коли-титра показывает, что для огромного большинства участков, как и в среднем для всего 'водоема, по этому показателю санитарное состояние Невской губы в 1932—1934 гт. было лучше, чем в 1911 — 1912 гг.
Как химические показатели, так и. общее количество бактерий и кишечная палочка более или менее равномерно снижаются с востока на запад, причем во второй половине или в 2/з Невской губы все эти показатели если и не ниже, чем в воде Невы, то нельзя сказать, что они в этом отношении сколько-нибудь хуже.
Волокна поперечнополосатых мышц з воде Невской губы в 1911—1912 гг. находились часто и в больших количествах только в восточной трети губы — к северу от Морского канала и в самом канале. В остальных частях губы они были обнаружены редко и в незначительных количествах (в западной части губы) или совсем не были найдены (в южной части). Аналогичные исследования 1932—1934 гг. дали еще лучшие результаты: из 197 проб с различных мест губы волокна были найдены только в пробах с ее северной части.
Наконец, исследования 52 проб грунта, взятых из разных мест двух горизонтов дна Невской губы, установили, что по основным показателям загрязнения почвы (общего количества «кюта, фосфора и углерода) грунт Невской губы не уступает..одстым^та^Угя» Ленинграда и Москвы и по опубликованнои( yffffe в е^Т^нй&к yarjlftrtít) й) схеме
3 Гигиена и самита ия, №
, 17
санитарной оценки почвы Горовиц-Власовой должен быть отнесен к незагрязненным грунтам.
Приведенная характеристика относится почти ко всей Невской губе, за исключением небольших систематически загрязняемых участков, к которым относится устье Невы и Екатерингофки, Морской кана:■» в первой трети, место выпуска Василеостровской канализации и участки у Стрельны, Петергофа и Ораниенбаума. В этих местах все исследователи почти по всем показателям устанавливали загрязнение вод и грунта.
Таким образом, подвергнутые нами тщательному анализу результаты физического, химического, бактериологического, гельминтологического и микроскопического исследований и санитарных обследований показывают, что воды Невской губы если сколько-нибудь и загрязняются стоками, то только в первой трети или четверти губы и в некоторых других пунктах.
Эти загрязнения очень быстро подвергаются минерализации, благодаря огромной самоочищающей способности водоема. Остальные 2/з или '/4 западной части Невской губы незапрязнены, или, точнее, загрязнение здесь не могло быть установлено произведенными исследованиями и доступными современными методами определения. В этой части губы в отдельных пунктах, прилегающих к населенным местам, имеются местные загрязнения стоками этих поселений и то лишь в ближайших к берегам участках.
Наряду с этим в участках Невской губы, куда выбрасывали и выбрасываются нечистоты и отбросы, а также в месте выпуска неочищенных вод Василеостровской канализации отдельными исследователями были установлены загрязнения дна и отложения отбросов с образованием свалочных мест. Легкие, плавающие части этих отбросов пригоняются к берегам, а некоторые взвешенные вещества осаждаются поблизости к последним.
В перспективном плане роста и благоустройства Ленинграда Невская губа предусматривается и как водоем для физкультурных и спортивных целей. По этим соображениям она должна содержаться в санитарном отношении значительно лучше.
Основные мероприятия в этом направлении будут состоять в строительстве новой раздельной канализации во всем городе с выпуском сточных вод после механической очистки в Невскую губу в намеченных местах форватеров на 1,5—2 км от берега. Со строительством канализации, а во всех случаях, когда это возможно, и ранее должен быть прекращен вывоз в Невскую губу всяких отбросов и нечистот. Берега и прибрежные полосы Невской губы, непосредственно примыкающие к городу, должны быть подвергнуты «туалетной» очистке.
Что касается вопроса о влиянии новой строящейся в городе раздельной канализации на санитарный режим Невской губы, то надо принять во внимание, что новая канализация не изменит общей нагрузки губы в смысле поступающей в нее вместе со стоками города массы органических веществ, а следовательно, и не изменит соотношения последних с чистыми речными водами. Опасения могут быть вызваны в том направлении, что выпуски сточных вод будут сконцентрированы лишь в нескольких пунктах (по проекту в 4 форватерах) в противовес современному положению, когда те же стоки, правда, после грубого отстоя, со всей городской канализации через многочисленные (около 1 500) выпуски поступают в большое число рек и каналов города.
Однако, как показывают произведенные нами в специальной работе («Невская губа как водоем для спуска сточных вод раздельной канализации Ленинграда») тщательные расчеты по БПК сточных вод (около 150 мг), по количеству кислорода, которое фактически будет
отниматься сточными водами от чистых речных вод (2—3 мг) за время, пока стоки протекут от места выпуска до ворот губы (1—2 суток), а вместе с тем и по необходимым соотношениям стоков к речным водам (1 : 29 и менее), при условии предложенной нами в той же работе и принятой в проекте канализации предварительной механической очистки сточных вод, Невская губа не только справится со стоками раздельной канализации, но ее санитарное состояние улучшится, так как значительная часть органической массы сточных вод будет задержана в отстойниках. Такой санитарный прогноз подкрепляется тем, что фактическое соотношение сточных и чистых речных вод будет не 1 : 23, а минимально 1 : 45, 1 : 238 и в среднем 1 : 60, 1 : 310.
Санитарный режим Невской губы может потерпеть известные изменения при предполагающемся сооружении дамбы для защиты Ленинграда от наводнений, если только при этом начинании, имеющем, помимо огромных экономических выгод, еще чисто санитарные преимущества в смысле снижения уровня грунтовых вод, осушки подвалов, ликвидации сырости зданий и т. д., не будут приняты надлежащие меры, чтобы при этом если не улучшились, то во всяком случае не ухудшились бы гидрологические, гидрографические и гидрометеорологические условия губы.
Как можно заключить из предложений и положений проекта дамбы, ее сооружение может несколько ограничить ширину и простор ворот Невской губы и тем самым уменьшить скорость течения у берегов, особенно в тех местах, где она и без тоЛ> незначительна, создавая еще более обширные застойные области. Одновременно с этим, повидимому, увеличится скорость движения в форватерах или других частях губы, против которых будут приходиться отверстия дамбы. Наряду с этим дамба может внести изменение в существующую в настоящее время систему движения воды. Повидимому, будет в какой-то степени нарушено циркуляционное движение вод от о. Коглина и Ораниенбаумской отмели по южной части губы и Морскому каналу, и, должно быть, будет создано частичное, а может быть, и полное препятствие для доступа в губу волн морского происхождения. Это нарушение может иметь и положительные стороны в смысле ликвидации застойной области в центре этой циркуляции. Однако по сравнению с этим ограничение или, может быть, прекращение доступа морских волн в Невскую губу лишит ее оздоровляющего фактора не только в смысле прекращения перемешивания вод Морского канала с большой массой соленых морских свежих вод, но и в смысле изменения гидробиологии водоема, устраняя доступ в него морских организмов. Дамба изменяет термический режим губы и несколько увеличивает продолжительность ледового покрова, что в свою очередь может подвергнуть изменению способность водоема к реаэрации и состав планктона и бентоса.
Указанные выше изменения, если они будут иметь место, могут в известной степени ухудшить условия и способность водоема к самоочищению; это, наряду с возможностью большого осаждения взвешенных веществ сточных вод в Невской губе вместо выноса их в море, может после постройки канализации и дамбы вызвать необходимость пересмотра системы очистки сточных вод в смысле ее усиления или даже пересмотра системы выпусков, что будет представлять сложную проблему.
Все изложенные выше соображения относительно возможных изменений санитарного режима Невской губы в связи со строительством дамбы, само собой разумеется, являются только предположительными, основанными на знании современного режима Невской губы. Высказывая их, мы считаем необходимым подчеркнуть особую актуальность изучения всех этих вопросов путем моделирования Невской губы с построенными канализационными выпусками и дамбой при возможности изуче-
ния всех сторон интересующего нас вопроса путем хорошо оснащенных и широко поставленных экспериментов.
Такое изучение, несомненно, приведет к разработке надежных мероприятий против указанных выше отрицательных сторон сооружения дамбы, если только экспериментальное изучение подтвердит, что они действительно могут иметь место. Эти мероприятия могут состоять в устройстве особого канала поблизости от южного берега, дополнительных отверстий в дамбе у берегов и др.
А. Д. КИРПИЧНИКОВ и А. С. ИРКОБРАЖЕНСКАЯ
Загрязнение грунтов под компостной кучей
Из Центрального санитарного института им. Эрисмана и Центральной научно-исследовательской лаборатории гигиены н эпидемиологии Министерства, путей сообщения
В поселениях с редкой застройкой и на участках при отдельно стоящих зданиях домовые отбросы (и навоз) обычно хранятся весьма примитивным образом, прямо на земле; в лучшем случае их закладывают в компостные кучи. На компостные и мусорные кучи выливаются жидкие отбросы и падают атмосферные воды, которыми растворенные вещества отбросов выносятся на поверхность земли и проникают в почву. В то же время в поселениях указанного типа часто приходится использовать для водоснабжения грунтовые воды и, в частности, первый водоносный горизонт.
Следовательно, важно знать, на какую глубину распространяется загрязнение из таких мест скопления нечистот и мусора, как компостные кучи, и доходит ли оно до грунтовых вод. При этом надо иметь в виду, что компостные кучи обычно устраивают на поверхности земля, не нарушая верхнего слоя почвы, богатого гумусом и подвергающегося усиленной аэрации.
Много работ посвящено изучению общего загрязнения почвы в городах: работы Фодора' (1882), Бубнова (1886), Головацкого (1888), Лялина (1895), Лащенкова (1896), Орлова (1905), Горовиц-Власовон (1927), Лося (1929), Лукьянова (1931), Кострицина, Талдыкина и Гро-мыхиной (1932), Винокурова (1938) и пр.
В этих работах изучены химические и бактериологические показатели загрязнения почвы в различных частях города, динамика загрязнения за десятки лет (для Москвы), толщина «культурного слоя» городской почвы и пр., но в них нет ответа на поставленный выше вопрос: на какую глубину и за какой срок проходит загрязнение от данного источника загрязнений?
Приступая к экспериментальному изучению загрязнения грунтов под компостной кучей, постараемся предварительно представить себе, как происходит такое загрязнение.
Все ингредиенты загрязнения продвигаются в почву с водами, вытекающими из компостной кучи или из мусора, и на своем пути в большей или меньшей степени задерживаются почвой. Следовательно, длина пути, который проходят эти ингредиенты, может быть только меньшей (или равной), но никак не большей, чем длина пути проникновения несущей их воды.
Время, потребное воде, попавшей на поверхность земли, для проникновения на глубину 1—2—3 м, очень трудно определить; можно только полагать, что оно обычно велико и измеряется месяцами и годами. Наряду со сравнительно быстрым проникновением вод в глубину, воз-
