CC BY
16
удк 628.16.081.3
СОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ТОКСИНОВ ИЗ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Проф. Е. В. Штанников, А. А. Шиндряев Саратовский медицинский институт
Применение сорбционных методов для обезвреживания питьевой воды от некоторых биологически активных веществ (токсинов) не изучено не только с технологических, но и с гигиенических позиций. Вместе с тем водный путь передачи этих агентов вполне реален. Существование природных очагов ботулизма со всей убедительностью доказывает возможность такой передачи (В^оо; И. И. Рогозин, и др.). Не исключено также образование токсина в стоячей воде (Ка1шЬасН и Сипёегзоп; Ри11аг; К. И. Матвеев, и др.). Однако в отечественной и иностранной литературе имеются немногочисленные сведения о возможности обезвреживания воды, зараженной токсином (СЗишпп; ЬаШ; Е. В. Штанников; В. А. Журавлев, Я. М. Морозов).
Мы провели экспериментальные исследования с целью гигиенической оценки очистки воды от токсина с помощью сорбционных агентов. Изучали эффективность очистки воды от токсина минеральными коагулянтами А12(504)3 и Ре2(504)3 (с подщелачиванием воды и без него), а также в комбинации их с флоккулянтами (полиакриламид — ПАА и ВА-2). В опытах использовали частично очищенный ботулинический токсин (типа А и С), биологическая активность которого составляла 5000—6000 мышиных ДЛМ (в 1 мг). Воду заражали дозой яда, соответствующей 50 000—200 000 ДЛМ в 1 л. Степень очистки'воды проверяли на белых мышах (весом 18 — 20 г). Изучали влияние на эффективность очистки химического состава воды (анионный и катионный состав), степени минерализации и физических свойств (цветность, мутность, температура). Для этого приготавливали искусственные воды (по О. А. Алекину), соответствующие гидрокарбонатному, сульфатному и хлоридному классам с преимущественным содержанием катионов кальция или натрия.
Зараженную воду обрабатывали минеральными коагулянтами (дозы 100—300 мг/л), спустя 30 мин. фильтровали через слой ваты (1 см). Для определения степени очистки обработанную воду в определенных разведениях (9:1; 4:1; 7:3; 3:2 и 1:1) вводили внутрибрюшинно белым мышам (по 0,5 мл). Для определения так называемых сублетальных доз в обработанной воде последнюю подвергали повторной коагуляции дозами, гарантирующими полную сорбцию яда (100%). Эффективность обезвреживания проверяли также заражением животных хлопьями коагулянтов. Таким образом, повторная коагуляция служила дополнительным тестом определения степени очистки воды. На высокую эффективность повторной коагуляции указывают Л. В. Григорьева, а также наши данные (А. А. Шиндряев). В каждом опыте отмечали характер и степень флоккуляции, активную реакцию воды, а также содержание хлор-иона, сульфат-иона, карбонатную щелочность.
Кроме того, определяли основные гигиенические показатели качества воды.
Несмотря на различную химическую природу токсинов (типа А и С), степень их удаления из воды в процессе флоккуляции в одних и тех же условиях была примерно равной, поэтому дальнейшие опыты проводили с более устойчивым токсином типа С. Так как концентрация токсина в воде (от 50 000 до 200 000 ДЛМ1л) в наших опытах также существенно не влияла на эффективность очистки, мы применяли концентрацию 200 000 ДЛМ1л.
Очистка воды коагулянтами в дозе 10—75 мг/л оказалась практически неэффективной, поэтому в дальнейшем мы использовали дозы (от 100 до 300 мг/л).
Наиболее эффективное обезвреживание наблюдалось в воде хлоридного и гидрокарбонатного классов (с преимущественным содержанием хлор-и гидрокарбонатного ионов). Наоборот, повышение концентрации сульфат-иона снижало устойчивость возникающих при коагуляции структур, увеличивало время их образования и снижало эффективность очистки.
Результаты исследования влияния анионного состава воды на степень ее обезвреживания представлены на рис. 1. Эти опыты подтверждают, что наиболее эффективна очистка воды хлоридного класса. При помощи сернокислого железа (без подщелачивания, доза 250 мг/л и более) удается практически полностью (99,99%) освободить воду от токсина. Подщелачи-вание воды до рН 8°—10° повышает эффективность обезвреживания (99,99%) даже при дозе коагулянта 150 мг/л.
Очистка воды А1г(504)3 без подщелачивания оказалась практически неэффективной, при введении щелочного компонента степень очистки повышалась до 99% при дозе от 100 мг/л и более.
При обезвреживании воды гидрокарбонатного класса отмечались те же закономерности, что и при очистке воды хлоридного класса. Однако степень очистки воды гидрокарбонатного класса была несколько меньше и для достижения того же эффекта требовались большие дозы коагулянтов.
Степень очистки воды сульфатного класса (см. рис. 1) была незначительной. Однако подщелачивание воды повышало эффективность очистки (99%) при применении коагулянтов в больших дозах (300 мг/л).
Для изучения влияния на обезвреживание воды катионного состава исследовали воду гидрокарбонатного класса, содержащую в одном случае кальций, а в другом натрий. Степень отметки воды кальциевой и натриевой групп от яда в одних и тех же условиях обработки оказалась примерно одинаковой. Сернокислое железо в этих опытах оказалось также более эффективным, чем сернокислый алюминий.
Большое влияние на характер коагуляции оказывает степень минерализации воды (рис. 2). Мы изучали воду гидрокарбонатного класса с различной степенью минерализации — от 225 до 900 мг/л. Максимальный эффект наблюдался при очистке воды с высокой минерализацией — до 900 мг/л~, меньший — при минерализации 450 мг/л и особенно незначительно — при 225 мг/л. Эта закономерность четко прослеживалась во всех опытах. Железный коагулянт в этих опытах также оказался более эффективным, чем алюминиевый.
Влияние физических свойств воды (цветность, мутность и температура) на эффективность обезвреживания оказалось весьма значительным (рис. 3). Исследовали воду с цветностью от 0 до 60°, мутность от 0 до 750 мг/л и температурой от 8 до 20°.
При обработке Fe2 (S04)3 окрашенных и мутных вод степень очистки равнялась 99%. Сернокислый алюминий оказался наиболее эффективным лишь при очистке с цветностью 40 градусов и мутностью 500 мг/л. Степень
гег(ц)3 Гс^О^ЩСв,
Рис. 1. Влияние анионного состава воды на
эффективность ее обезвреживания. / — гидрокарбонатный класс; 2 — сульфатный класс; 3— хлоридный класс. Здесь и на рис. 2 — 4: по оси ординат — очистка (в %), на оси абсцисс — доза коагулянта (в мг/л).
очистки воды с другими физическими свойствами (цветность и мутность) составляла менее 50%. V
Понижение температуры с 20 до 8° резко ухудшает процесс коагуляции. В связи с этим наблюдается уменьшение степени очистки (см. рис. 3).
В последующих экспериментах изучали эффективность применения органических флоккулянтов. При использовании полиакриламида, а также ВА-2 флоккуляция, как правило, не наступала, поэтому обезвреживания воды не наблюдалось. В дальнейшем флоккулянты применяли в комбина-
■а-зз
-I—I_1-
50 /00 /50 200 г50 300
Рис. 2. Влияние степени минерализации воды на эффективность ее очистки. /— минерализация 750 мг/л:
2—минерализация 500 мг/л:
3— минерализация 250 мг/л.
Рис. 3. Влияние физических свойств воды на эффективность ее обезвреживания.
/I- АЫвО«),</- 8*); 2-А1,(504),«= 20°); 3-А1,<504),+ №,С0,</ = 20°); 4 - А1,(50.),+ Ма,С0,(/=. = 8°).
Рис. 4. Эффективность очистки речной воды.
/ - РеЛБО«),: 2 - Ре,(504),+ ПАА; 3 — Ре,(504),+ ВА= 2.
ции с минеральными коагулянтами (с подщелачиванием воды и без него). Дозы флоккулянтов устанавливали опытным путем и составили для полиакриламида 1,5 мг/л, а для ВА-2 — 5 мг/л.
Результаты опытов показывают, что применение флоккулянтов в комбинации с минеральными коагулянтами значительно улучшает процесс коагуляции и повышает степень очистки воды (рис. 4). Наиболее эффективной была комбинация полиакриламида с Ре2(504)3 (с подщелачиванием и без него), менее эффективной — комбинация ВА-2 и Ре^БО*),. Применение этих флоккулянтов с А12(504)з также значительно повышало степень очистки воды от токсина, но в меньшей мере, чем использование системы флоккулянт+Рег (304)8.
Выводы
1. Сорбционные процессы — эффективное средство очистки воды от токсинов.
2. Применяемые в практике коммунального водоснабжения дозы коагулянтов не эффективны. Оптимальные дозы коагулянтов, обеспечивающие надежно обезвреживание, соответствуют 200—300 мг/л.
3. Обезвреживание воды Ре2(504)3 более эффективно, чем очистка А12(504)з.
4. Применение флоккулянтов (полиакриламид и ВА-2) для обезвреживания воды неэффективно. Использование этих веществ в комбинации с минеральными коагулянтами повышает степень очистки воды.
5. Степень очистки воды от токсина, как и характер коагуляции, в основном зависит от анионного состава, а также физических свойств воды. Катионный состав воды практически не влияет на эффективность ее обезвреживания.
ЛИТЕРАТУРА
А л е к и н О. А. Общая гидрохимия. Л., 1948. — Григорьева Л. В. Энте-ровирусы во внешней среде. М., 1968. — Матвеев К. И. Ботулизм. М., 1959. — Рогозин И. И. Военная эпидемиология. Л., 1957. — Штанников Е. В. Ионообменные полимеры и их использование в проблеме гигиены воды и водоснабжения. Автореф. дисс. докт. Л., 1964. — В г у g о о Е., Ann. Inst. Pasteur., 1953, v. 84, p. 1039. — К a 1 m -bach E., G u n d e r s о n M., Tech. Bull. U. S. Dep. Agric. Washington, 1934, p. 411. — P u 1 1 а г M., Austr. vet. J., 1934, v. 10, p. 128. — L a 1 1 i G., Minerva med., 1954, v. 24, p. 1372. - Quninn D. M., Chem. Abstr., 1952, v. 46, p. 7690, U. S. Pat., № 2595290.
Поступила 6/1V 1971 г.
SORPTION AtETHODS OF TOXINS REMOVAL FROM DRINKING WATER E. V. Shtannikov, A. A. Shindryaev
The paper presents results of a hygienic assessment of the extent of water decontamination under experimental conditions from biologically active substances (toxins) by means of sorption agents: mineral coagulants Al2 (S04)3 and Fe2 (S04)3 both with and without simultaneous alkalinization of water and their joint use with floeculants (polyacrila-mide and BA-2). The use of these agents proved to be highly effective for water decontamination from toxins.
УДК 612.743.014.45
БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТАБИЛЬНОГО И ИМПУЛЬСНОГО ШУМА
В. В. Бутуханов, Г. А. Суворов Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
До сих пор влияние шума на функциональное состояние двигательного аппарата изучено еще мало. Некоторые сведения о влиянии шума на двигательную сферу были даны в работах М. Л. Хаймовича 1, Э. П. Орловской, Л. Ф. Фаслер и др., которые выявили колебание сухожильных рефлексов, усиление механической мышечной возбудимости вплоть до образования мышечного валика, тремор пальцев рук, уменьшение коэффициента динамографии и скорости двигательной реакции во время действия шума. Однако вопрос относительно следовых биоэлектрических процессов в скелетных мышцах после влияния шумового раздражителя не нашел должного освещения. Последнее представляется важным для решения проблемы профилактики мышечного утомления и отдыха.
Мы провели сравнительное изучение следовых электрических реакций скелетных мышц после действия импульсного и стабильного шума. Опыты поставлены на 30 кроликах в звукоизолированной камере. У животных, помещенных на специальном станке, регистрировали электро-миограммы жевательной, трапециевидной, длиннейшей мышц спины, прямой мышцы живота, передней большеберцовой и икроножной мышц. Для отведения мышечных потенциалов применяли электроды, вкалывающиеся на глубину 1,5 см вблизи двигательных точек. Биотоки подавались на вход восьмиканального усилителя биопотенциалов 8 РБП-5, а снимаемый сигнал регистрировался шлейфным осцилографом МПО-2. Регистрацию электромиограмм на фотопленке до и после 3-часового воздействия шумового раздражителя производили на 5-й минуте и выборочно в течение 1 часа последействия.
Поставлено 60 опытов и проанализировано 1080 электромиограмм. В качестве раздражителя использовали 2 модели импульсного шума. Применяли непериодическую и периодическую последовательность прямоугольных импульсов, заполненных белым шумом, с временем установления 10 мсек. Непериодическая последовательность импульсов
1 Диссертация. Л., 1961.
