CC BY
5
Предусмотрена разработка долгосрочного плана охраны окружающей среды, в котором должно быть учтено будущее экономическое и социальное развитие страны и отражены возрастающие требования общественности к качеству окружающей среды.
В докладе лишь частично отражены основные социальные противоречия, препятствующие проведению мероприятий по борьбе с загрязнением окружающей среды.
Для гигиенистов представляют интерес некоторые сведения, характеризующие структуру затрат, которые вызваны загрязнением окружающей среды. Расходы коммерческих предприятий связаны в основном с установкой оборудования для очистки выбросов, десульфаторов и других средств предотвращения загрязнения; доля этих расходов по отношению к общим капиталовложениям возросла с 3,1% в 1965 году до 5,3% в 1970 году.
В Японии создан ряд специальных научно-исследовательских институтов. Намечено открыть в 1974 году Национальный институт по вопросам загрязнения окружающей среды. В 1973 году открыт учебный институт, рассчитанный на 1,5—2 тыс. студентов, которые специализируются в этой области. Однако, по мнению Агентства по охране окружающей среды Японии, принимаемые в этом направлении меры недостаточны.
В настоящее время трудно дать прогностическую оценку возможной эффективности намеченных мероприятий по борьбе с загрязнением окружающей среды, которые будут осуществляться в условиях неустраненных основных противоречий экономического и социального развития Японии, обостряющихся в современных условиях энергетического кризиса. Вместе с тем масштабы возникшего в этой стране неблагополучия и широкий диапазон намечаемых мероприятий определяют целесообразность тщательного изучения их эффективности по материалам последующих публикаций.
Поступила 6/11 1974 года
УДК 628.314.2
Доктор мед. наук Я- И- Костовецкий, канд. мед. наук Г. В. Толстопятом
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ДООЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены
В последнее время проблема пресной и особенно чистой воды становится все более острой. Это вызвано ограниченностью водных ресурсов и растущим загрязненным водоемов. Из-за неравномерного распределения запасов пресной воды уже сейчас многие страны испытывают недостаток в ней.
Решение проблемы чистой воды предполагает прежде всего борьбу с загрязнением водоемов. Из известных санитарно-технических приемов в этой области наиболее распространена биологическая очистка сточных вод. Однако в настоящее время наблюдается повышение требований к степени биологической очистки с тем, чтобы до минимума снизить концентрацию загрязнений в стоках, идущих на сброс, более широко использовать их повторно для производственных нужд, а в перспективе— и для питьевого водоснабжения. В этом направлении уже ведутся исследования, результаты которых в ряде случаев нашли практическое воплощение. Речь идет о до-очистке сточных вод, прошедших систему обычных биологических сооружений, которые неспособны устранить из сточных вод все органические и неорганические соединения.
С целью удаления различных соединений из биохимически очищенных сточных вод предложены разнообразные методы их доочистки. Большого внимания заслуживают методы удаления взвешенных веществ путем фнльт-
рования через зернистые загрузки и микропористые ткани. Данные литературы свидетельствуют об эффективности работы различных типов фильтров-
Установлена математическая зависимость качества фильтрата от таких важных факторов, как скорость фильтрования, концентрация взвеси и крупность зерен (Ю. В. Брынько). При использовании медленных фильтров наблюдается сравнительно быстрое их заиливание, эффект доочистки на них по взвешенным веществам составляет 52—85%, а по БПК— 41,2— 61% (Walker). На скорых фильтрах эти показатели возрастают и соответственно достигают 70—90 и 69—75%, концентрация взвешенных веществ в доочшценных стоках равняется 2,9—1,3 мг/л, БПК5—1,7—1,8 мг/л. Однако при поступлении стоков с высокой концентрацией взвешенных веществ наблюдается быстрое заиливание верхнего слоя загрузки (В. П. Запорни-ков и соавт.).
Важное значение имеют выбор фильтрующего материала и величина зерен загрузки. В качестве загрузок наиболее широко применяется песок и антрацит (Tebbut). Сравнение результатов доочистки сточных вод через крупно- и молкозернистый песок и антрацит показало, что фильтрующая загрузка из крупнозернистого песка (2,4—4,7 мм) менее эффективна, чем из среднезернистого (1,2—2,4 мм). Мелкозернистая песчаная и двухслойная загрузка, как указывает Tchobanoglous, не имеет преимуществ по сравнению с загрузкой из антрацита (1—2,5 мм).
При фильтровании биологически очищенных сточных вод через двухслойные фильтры со смешанной загрузкой (песок и антрацит) концентрация взвешенных веществ может снижаться до 3 мг/л, а БПК5 — до 2 мг/л (А. К. Кузин и Т. Д. Шебеко).
На станции близ озера Тахо (США), где применены фильтры со смешанной загрузкой (антрацитовая крошка крупностью 1,4—2 мм, кварцевый песок 0,6—0,8 мм и щебень гранита 0,4—0,6 мм), фильтрат содержит взвеси от 5 до 10 мг/л (С. В. Яковлев; В. В. Ванин). Высокий эффект доочистки отмечен при фильтровании сточных вод последовательно через песчаный фильтр и многоступенчатые фильтры, состоящие из антрацита, песка и гранитного щебня.
Опыт эксплуатации фильтров свидетельствует о том, что показатели очистки определяются не только их конструкцией и режимом работы, но и составом сточных вод, поступающих на них. С целью улучшения работы фильтров перед ними применяются барабанные сетки (микрофильтры). В отечественной практике доочистка сточных вод осуществлена впервые в Зеленограде. Здесь сточные воды после биологической очистки поступают на барабанные сетки, скорые однослойные песчаные фильтры, после чего они хлорируются дозами 2—2,5 мг/л и насыщаются кислородом в аэраторах. В реку Сходню сбрасываются сточные воды со следующими показателями: взвешенные вещества и БПК не превышают 2—2,5 мг/л, микробное число составляет 0—2 в 1 мл, содержание растворенного кислорода 8— 10 мг/л (В. П. Запорников и О. С. Чуфисова).
Для удаления из очищенных сточных вод коллоидных веществ и увеличения эффекта осветления стоки перед фильтрованием могут подвергаться обработке коагулянтами. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий, хлорное железо, известь и полиэлектролиты. Расход коагулянтов зависит от качества очищенных сточных вод. При обработке хорошо биохимически очищенных стоков требуется от 50 до 100 мг сернокислого алюминия, до 200—300 мг извести, 50—100 мг хлорного железа и 0,2 мг полиэлектролита в 1 л воды (Weinberger).
После извлечения из предварительно очищенных сточных вод взвешенных и коллоидных примесей оставшиеся органические вещества могут быть удалены методом адсорбции. В качестве сорбентов за рубежом широко используют гранулированные активные угли. Этот метод исследуется на крупных пилотных установках в Помоне и Вашингтоне, в опытно-производственных условиях в Сан-Диего и на очистных сооружениях близ озе-
pa Тахо (США). Эффективность доочистки при этом высока: концентрация взвешенных веществ снижается до 0—3 мг/л, ВПК6 — до 1 мг/л и ХПК до 3—16 мг/л (С. В. Яковлев и В. В. Ванин; Dalpke; Stander). Как правило, технологическая схема доочистки в этом случае включает несколько адсорбционных колонн, работающих последовательно. Так, в Помоне установка состоит из 4 адсорбентов, а в Сан-Диего действует 3 напорных последовательно работающих фильтра (С. В. Яковлев и В. В. Ванин).
Процесс доочистки порошкообразным активным углем находится сейчас в стадии разработки. Одной из наиболее сложных задач является удаление из очищенных сточных вод биогенных веществ — фосфора и азота. Содержание фосфора в стоках благодаря широкому применению детергентов за последние годы значительно возросло. Этот компонент чаще всего удаляется путем химического осаждения солями железа и алюминия, известью, полиэлектролитами. Технологическая схема процесса следующая: двухступенчатое (или одноступенчатое) отстаивание с промежуточной рекарбонизацией и последующим фильтрованием. Так, при обработке стоков известью и двухступенчатом отстаивании суммарное снижение количества фосфора составляет 90—95%, остаточное содержание фосфора—0,2— 0,78 мг/л. В Помоне (США) исследуют возможность удаления фосфора путем добавления сернокислого алюминия в аэротенки, что позволяет снизить содержание фосфора в сточных водах с 12 до 0,5 мг/л (С. В. Яковлев и В. В. Ванин). Прохождение сточных вод через адсорберы с активированным алюминием снижает содержание фосфора на 98% по сравнению с исходной концентрацией (Culp). Применение сернокислого железа способствовало снижению количества фосфора до 82% (Hudson и Marson), обработка сточных вод известью позволяет снизить концентрацию фосфора на 50— 70%. Из других методов удаления фосфора рекомендуется обратный осмос, ионный обмен и биологический метод (А. К- Кузин и Т. Д. Шебеко; Spiegel и Torrest).
Соединения азота удаляются биологическими и физико-химическими методами. Биологическое удаление азота осуществляют в 2 стадии — нитрификацией в аэротенке и денитрификацией при недостатке кислорода. Эффект достигает 90% (Agree). Физико-химический метод удаления азота заключается в обработке сточной воды известью (400—500 мг/л, pH 11— 11,5) с последующей отгонкой аммиака на градирнях или сооружениях башенного типа (Culp; Stander). В очищенных таким образом стоках концентрация азота составляет 1—2 мг/л. Из других методов удаления азота известны ионный обмен, химическое разрушение хлором или озоном и восстановление (С. В. Яковлев и В. В. Ванин).
Для деминерализации очищенных сточных вод предложены те же приемы, которые используются для опреснения соленых вод. К ним прежде всего относятся ионообмен, позволяющий удалить все органические примеси (Г. Л. Грановская и соавт.), и обратный осмос—фильтрование сточных вод через полупроницаемые мембраны из различных материалов. Концентрация взвешенных веществ при применении обратного осмоса снижается до 0,1 мг/л, БПК6 составляет мг/л. Этот метод позволяет удалить из воды, кроме органических примесей, также соединения многовалентных ионов. Другие методы опреснения, так же как гиперфильтрование, электродиализ и вымораживание, могут использоваться при доочистке сточных вод (В. Г. Селиванов и соавт.; Abson и соавт.). Есть сведения, что метод обратного осмоса наиболее эффективен при концентрации примесей в сточных водах 0,1—30 г/л; при концентрации 0,1—50 г/л целесообразно применять упаривание, при концентрации 1—2 г/л — электродиализ, а при концентрации 1—500 г/л — ионный обмен (Leitner).
В мировой практике широко распространена доочистка городских сточных вод в биологических и аэрируемых прудах. Большую роль в процессах доочистки здесь играют развивающиеся водоросли и высшая растительность (В. И. Попов и В. Л. Березин; И. Д. Родзиллер и В. М. Зотов).
При доочистке стоков в биопрудах концентрация взвешенных веществ и БПК снижается в среднем на 95—97,5% по сравнению с начальными величинами (В. М. Зотов, А. К- Кузин и Т. Д. Шебеко). К достоинствам биологических прудов относится насыщение сточных вод кислородом; в то же время установлено ухудшение качества воды под влиянием донных отложений (И. Д. Родзиллер и В. М. Зотов).
В литературе приведено немало сведений о технологических схемах до-очистки сточных вод, выбор которых зависит от требований, предъявляемых к качеству сточной воды при дальнейшем ее использовании. При применении сточной воды в оборотном водоснабжении наиболее часто схемы до-очистки воды включают методы осаждения (коагуляции), фильтрования (в том числе и через микросита) и адсорбции. Если необходимо удалить из сточных вод соединения азота и фосфора, то перед коагуляцией применяют различные приемы, снижающие их концентрацию в сточных водах (Cherry и Schuessler). Обработанные такими методами сточные воды используют в оборотных системах производственного водоснабжения, для орошения и занятий водным спортом.
Появляется информация о возможности использования доочищенных сточных вод для питьевого водоснабжения и пополнения запасов подземных вод. Естественно, что получение воды питьевого качества требует более глубокой очистки стоков, особенно от соединений азота, солей тяжелых металлов, патогенных микроорганизмов и вирусов. Для этого предложен ряд технологических схем доочистки, включающих коагуляцию, фильтрование, обессоливание, адсорбцию и обеззараживание (Creiser; Rose).
При получении воды питьевого качества из стоков большое значение приобретают гигиенические вопросы снижения ее эпидемиологической опасности (уменьшение коли-бактериальной загрязненности, содержание патогенных микроорганизмов, вирусов), снижение токсических свойств, а также преодоление психологического барьера. Исследования в этом направлении ограничены. На уменьшение содержания полиовирусов и Е. coli при доочистке сточных вод химической седиментацией, фильтрованием через песок и активированный уголь указали Stander и Funke. Обработка стоков хлорированием удаляет от 90 до 99% вирусов, при дозе хлора 3,6 мг/л через 30 мин контакта удаляется 99% энтеровируса, адсорбция активированным углем (0,25 г угля на 100 мл стоков) способствует снижению содержания вирусов на 32—75% в зависимости от марки угля. Отмечено снижение содержания вирусов при преципитации фосфатов известью (от 63—83 до 94—99%). Снижение содержания вирусов может быть достигнуто при фильтровании через песок (Ofis и соавт.).
А. Р. Шабалин справедливо подчеркивает, что использование доочищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения является одним из путей решения проблемы рационального использования воды.
Учитывая перспективу широкого внедрения методов доочистки в нашей стране, гигиенисты призваны дать им оценку с целью установления возможности их всестороннего и безопасного использования.
ЛИТЕРАТУРА. Брынько Ю. В. Тезисы докл. и сообщений Всесоюзн. научно-технической конференции «Охрана водных ресурсов от загрязнения и их рациональное использование в.народном хозяйстве». Ровно, 1971, с. 45.— Грановская Г. Л., М а з о А. А., Л и м и ш к о В. Б. и др. В кн.: Проблемы получения особо чистой воды. Воронеж, 1971, с. 38. — За пор ни ков В. П., Чу фи сто в а О. С., Буй-нов Б. Я. Водоснабж. и сан. техника, 1970, № 6, с. 15. — Зотов В. М. Исследование процессов доочистки биохимически очищенных сточных вод нефтеперерабатывающего завода в биологическом пруду. Автореф. дисс. канд. М., 1971. — Кузин А. К-, Ш е -б е к о Т. Д. Тезисы докл. и сообщений Всесоюзн. научно-технической конференции. «Охрана водных ресурсов от загрязнения и их рациональное использование в народном хозяйстве». Ровно, 1972, с. 43. — Попов В. И., Березин В. А. Водоснабж. и сан. техника, 1972, № 2, с. 38. — Р о д з и л л е р И. Д., Зотов В. М. Там же, 1971, № 11, с. 4. — Они ж е. В кн.: Охрана труда и техника безопасности, очистка сточных вод и отходящих газов в химической промышленности. М., 1971, в. 11, с. 11. —Сели-
ванов В. Г., Самборский В. Н., Петренко И. А. Тезисы докл. 2-го Украинск. республиканск. семинара «Прогрессивные решения в области очистки сточных вод. Харьков, 1972, с. 163. — Яковлев С. В., Ванин В. В. Водоснабж. и сан. техника, 1972, № 10, с. 33. — О н и же. Там же, 1972, № 11, с. 34. —Ш а б а л и н А. Ф. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий. М., 1972.—Ab son J. W., Clark E. G., Proc. Biochem., 1971, v. 6, p. 15. — A g г e e J. L., J. Am. Water.-Works Ass., 1969, v. 61, Pt 1, p. 499. — С h e г г у A. L., S с h u e s s 1 e г R. G., Water a. Wastes Eng., 1971, v. 8, № 3, p. 32. — С г e i s e r C. L., Water a. Wastes Eng., 1971, v. 8, № 7, p. 34. — С u 1 p G, Ames L. L., J. Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 1971, v. 67, № 107, p. 304. — D a 1 p k e H. L., Papier, 1972, Bd 26, S. 4. — H u d s о n E. J., M a r s о n H. W., Chem. and Industr. (Lond.), 1970, № 46, p. 1449.— Hufnagel J. A., Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 1971, v. 67, № 107, p. 479. — L e i t n e r L. F., Metal Progr., 1970, v. 98, p. 62. — О f i s J. S., Leo R., L а г о с h e 1 1 e et al. Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 1967, v. 63, № 78, p. 130. — R о s e J. L., Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 1972, v. 67, № 107, p. 63. — S p i e g e 1 M., F о r r e s t Т. H., J. Sanit. Eng. Dis., 1969, v. 95, S—A, p. 803. —Stander G. J., F u n k e L. M., Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 1967, v. 63, № 78, p. 1. — Stander G. J. et al. J. Wat. Pollut. Control. Fed., 1969, v. 41, p. 1. — T с h о b a n о g 1 о u s G., J. Wat. Pollut. Control. Fed., 1970, v. 42, p. 604. — T e b b u t Т. H., Water Res., 1971, v. 5, p. 81. — W a I k e г R. C„ J. Wat Pollut. Control Fed., 1972, v. 71, p. 198. —Weber W. J., H о p k i n s С. В., Bloom R., J. Wat. Pollut. Control. Fed., 1970, v. 42, p. 83. — W e i n b e r g e r L. W., Stephan D. G„ Middleton Т. M., Ann. N. Y. Acad. Sei., 1966, v. 136, p. 131.
Поступила 28/1V 1973 года
За рубежом
УДК 812.821.7.014.45
Ш. Радулов, Д. Рольны
ВЛИЯНИЕ ШУМА НА СОН ЧЕЛОВЕКА
Научно-исследовательский институт гигиены, Братислава, ЧССР
Влияние шума на организм человека является актуальной проблемой. Однако воздействию шума на организм человека во время сна и методам его экспериментального исследования уделяется недостаточное внимание.
В коммунальной гигиене вопрос о влиянии шума на организм человека во время сна рассматривается с 2 точек зрения. Важно изучение действия шума при этом на различные физиологические системы—центральную и вегетативную нервные системы, а также на различные органы, управляемые ими. Одновременно изучаются нарушения сна в результате воздействия шума. Другим аспектом проблемы является обоснование максимально допустимого уровня шума в жилых помещениях (в гостинице, спальне, пансионате и т. п.), который был бы физиологичным и не нарушал бы сна ни в одной из его фаз.
Так как звуковой анализатор получает информацию о состоянии окружающей внешней среды практически беспрерывно, в том числе и во время сна, нарушение последнего представляет собой результат сложного воздействия его на организм человека через посредство нескольких сопряженных систем и функций организма. Как правило, при воздействии шума затрудняется засыпание или глубокий сон заменяется поверхностным с периодами засыпания и пробуждения, во время которых в коре головного мозга возникают зоны возбуждения и торможения. Сон становится раздробленным и, несмотря на длительность, не обеспечивает идеального отдыха.
Характер и глубина нарушений сна шумом обусловливаются рядом факторов, в том числе физической природой шума (главным образом его
