Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы в связи с интенсификацией промышленного и сельскохозяйственного производства роль водных ресурсов постоянно возрастала. Увеличение темпов потребления воды привело к еще более интенсивному использованию поверх -костных водоёмов для удовлетворения нужд населения и народного хозяйства.
Особенно остро проблемы снабжения населения доброкачествен -ной питьевой водой стоят в хрупных промышленных районах с сильно развитой металлургической, химической, угольной промышленность» , где вода поверхностных, а зачастую и подземных водоисточников испытывают на себе массивное антропо-техногенное воздействие, де -лающее невозможным потребление такой воды без специальных методов очистки. Поэтому в этих районах, где опасность загрязнения водоёмов различными токсическими веществами и патогенными микроорганизмами значительно выше, чем в других местах, к очистке воды пре -дъявляются особенно высокие требования.
В последние годы воё бочьаую роль приобретает вирусное заг -рлэнение воды в связи с его значительной устойчивостью, с одной стороны, я увеличенным объемом городских сточных'вод, поступающих в водоёмы в связи с процессами урбанизации, с другой стороны, что представляет потенциальную опасность для населения /Сидоренко Г.И., 1981; Дроздов С.Г., Казанцева В.А.,1961; Багдасарьяи Г.А. с coaET.,l965;-^^<«We/fi//,1981 и др.).
Известно, что применяемые ныне почти повсеместн традицион -ньк методы .-гистки вовы позволяют удалить из неё преимущественно вещества, находящиеся во взведенном состоянии, отчасти и микроорганизмы. S отношении мелкодисперсных частиц и многих вецеств, на-
-_2-
ходящихся в воде в растворённом состоянии, барьерная роль водо -очистнь» сооружений, как известно, несущественна (Черкинский С.Н. с соавт., 1972; Королёв А.А. с соавт.,1975; Штанников .В., Степанов H.D.,1977; Гончарук Е.И. с соавт.,1981; Красовский Г.Н. с соавт.,1985).
Исследованиями целого ряда авторов (Врочинский К.А., 1973 ; Королёв А.А., 1974; Штанников с соавт.,1979; Красовский Г.Н. с соавт.,1964) установлено, что наиболее перпективными являются методы, предполагающие использование сорбционных материалов. Преимущества сорбентов заключаются в том, что они извлекают из воды вредные примеси, не превращая их в другие соединения, как это происходит при использовании окислителей.
С этих позиций, изучение возможности и эффективности применения природных цеолитов в технологии очистки воды о повьшеннь» содержанием токсичных веществ, а также изучение возможности по -вышения барьерной роли фильтрующей загрузки на их основе по от -ношению к различным микроорганизмам представляется весьма актуальным.
Работа выполнялась как часть республиканской программы Р.087.03."Опытно-промышленные испытания и определение масштабов использования природных цеолитов в народном хозяйстве РСФСР в 1987-1990 годах", а также в рамках республиканской научно-технической программы " Цеолиты России*.
При проведении работ в качестве материалов для исследования использовались природные цеолиты Пегасского (Кемеровской облас -ти) и Холинского ( Бурятской АССР) месторождений природных цео ,-литов.
_ Паль и задачи исследования.Целью работы является разработ -ка гигиенических регламентов на применение природных цеолитов ряда месторождений Сибири для очистки природной воды от ряда ант -ропо-техногенных загрязнителей химического и биологического ха -рактера.
Для реализации птой цели были решены следующие задачи:
изучены физико-химические свойства природных цеолитов некоторых месторождения Сибири и их влияние" на качество воды;
исследованы ионообмен.ше свойства цеолитов в отношении ионов ряда металлов при различных технологических условиях работы водоочистных сооружений;
установлена возможность и определена эффективность при -менения природных цеолитов для очистки воды от нитритов, нитратов, ионов аммония,^фенолов;
изучена кинетика процесса ионного обмена на цеолитах в зависимости от концентрации ионов аммония'в воде, модификации цеолита, фракционного состава фильтрующей загрузки. Изучена возможность эффективной регенерации сорбента;
изучена барьерная роль фильтрующей загрузки на основе природных цеолитов по отношению к бактериальному л вирусному загрязнению воды. Выявлена особенности и закономерности процесса очистки воды в зависимости от изменяемых параметров филътрова -ния и модификации фильтрующей загрузки;
выявлена возможность удаления из воды полициклических ароматических углевоцородов ДПАУ) ( на примере оенз(а)пирена).
Научная новизна работы . состоит в :
- изучении влияния природных цеолитов Холинского и Пегассхо-
го месторождений на качество воды ;
определении количественных характеристик эффективности удаления из воды ионов металлов при различных параметрах процесса фильтрования ;
установлении зависимости барьерной роли фильтрупцих материалов на основе изучаемых цеолитов по отношению к микроорганизмам от ряда изменяемых параметров работы фильтров и модификации цеолитов;
выявлении количественных характеристик эффективности ад -сорбции вирусов на цеолитовых фильтрах при различных условиях фильтрования;
определении возможности применения исследуемых цеолитов для очистки воды от ПАУ, на примере бенэ(а)пирена;
- обосновании концепции применения природных цеолитов в Практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Концепция применения природных цеолитов в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения,основанная на изучении специфических физико-химических свойств различных форм и модификаций природных цеолитов по отношению к приоритетным загрязнителям при-родных вод.
-
Зависимость гигиенической эффективности очистки воды в отношении органических (бенз(а)пирон, фенолы) и неорганических (металлы, минеральные азотсодержащие вещества) соединений от па -раметров технологического процесса водоподготовки при использовании цеолитов и повышение её путем модификации и регенерации цео -литов.
-
Барьерная роль природных цеолитов по отношенип к ряду
микроорганизмов и вирусов и способы её повыоения путем моди^и -кации и выбора оптимальных технологических параметров.
4. Возможность обеспечения гигиенических нормативов каче -ства питьевой воды в отношении ряда органических и неорганических соединений при использовании цеолитов в технологии водопод-готовки.
Практическая значимости работы. По материалам исследований получено разрешение МЗ РСФСР на применение цеолитов Пегасского (письмо » 23-01/17-668 от 1Ы0.9О) и Холинского ( письмо W 23-10/17-380 от 24.05.90) месторождений в практике хозяйственно-литьевого водоснабжения. Исследованные цеолиты вклпчены в "Перечень материалов и реагентов,разрешенных главным санитарно-про -филактическим управлением министерства здравоохранения России для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения" У 5058 от -20.09.89 г.
Результаты исследований внедрены при проведении работ, направленных на повышение барьерной роли водоочистных сооружений Тремячий Лог" в г .Красноярске (справка ВНИИ ВОДГЕО от 17.06 . 91).
Результаты исследований используется при проектировании водоочистных сооружений г.Сосновоборска, где изначально одним из условий является применение природных цеолитов в качестве фильтруипей загрузки для очистки природных вод от 3,4 бенэ(а) -пирена ( письмо » 13 от .
Материалы диссертационной работы используется при состав -лении ТУ на фильтрующую загрузку на основа Пегасскнх цеолитов (письмо # 04.Ш от 25.09.91).
- б -
Апробация работы. Диссертация прошла апробации на межот -дельческой конференции Института комплексных проблем гигиены и профзаболеваний СО РАМН 20 ноября 1991 г., на межотдельческой конференции Московского НИИ гигиены им. Ф.Ф.Фрисмана 5 июня 1992 г.
Основные положения работы доложены на Всесоюзном совещании ^Природные цеолиты в народном хозяйстве", Кемерово, 18-19 апреля 1990 г., на Всесоюзной конференции "Комплексные гигиеничес -кис исследования в районах интенсивного промышленного освоения" 19-20 сентября I99J г. в г.Новокузнецке, а также на научных конференциях ИКПГ и ПЗ СО РАМН 1989-1990 г.г. и на республиканском совещании ^Природные цеолиты России" в г.Новосибирске 25 -27 ноября 1991 года.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей в журналах и сборниках.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на страницах машинописного текста. Состоит из введения, аналитического обзора литературы, характеристики объектов и методов исс -' , ледования, шестиглав собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов. Диссертация, иллюстрирована ?>" таблицами, из них fyS находится в приложении, 2 ^ рисунками, одной фотографией. Список литературы содержит 2ЗО источников, в том числе 'У* иностранных авторов.