Введение к работе
Актуальность т&чы. Федеральным Законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 52-ФЗ or 30 марта 1999 г. защита и сохранение здоровья населения провозглашены в качестве государственной национальной проблемы. Важнейшим направлением в ее решении является обеспечение оптимальных условий среды обитания человека, негативные процессы которой оказывают существенное влияние на его здоровье.
Среди факторов окружающей среды, формирующих комплексную антропотехногенную нагрузку на организм человека, одно из первых мест принадлежит качеству питьевой воды. Вклад питьевой воды может достигать 30%.
В современных условиях обеспечение населения доброкачественной питьевой водой становится все более актуальной гигиенической, научно-технической и социальной проблемой. Это вызвано растущим дефицитом воды питьевого качества, интенсивным химическим и бактериологическим загрязнением источников питьевого водоснабжения и несовершенством во-доподготовки на очистных сооружениях, а также изношенностью разводящих сетей.
По данным Государственных докладов «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации» (2000, 2002, 2003 гг.) в целом по России число нестандартных проб питьевой воды, подаваемой населению, по санитарно-химическим показателям составляет 19,5%, а микробиологическим - 9,08%.
Микробное загрязнение питьевой воды нередко является причиной возникновения кишечных инфекций. Так, число зарегистрированных вспышек острых кишечных заболеваний возросло с 112 в 1997 г. до 155 в 2001 г. Почти вдвое увеличилось число пострадавших.
Проблема водоснабжения населения не теряет актуальности и для
уральского региона, использующего в качествегтгеточников поверхностные
РОС национальная!
4 водоемы с высокой цветностью, а также содержащие тяжелые металлы природного и техногенного происхождения, в том числе марганец и железо (Свердловская, Пермская, Челябинская, Тюменская области, Ямало-Ненецкий национальный округ). Освобождение питьевой воды от соединений марганца до сих пор не имеет однозначного решения.
В XXI веке перспективными направлениями в решении этой проблемы будут усиление охраны водоисточников от загрязнения и совершенствование технологий водоподготовки, так как действующие в настоящее время очистные сооружения в условиях растущей интенсивности загрязнения водоисточников не способны осуществлять свои барьерные функции в отношении тяжелых металлов, хлорорганических соединений, фенолов, нефтепродуктов, вирусов, кишечных протозойных и других загрязнений (А.Г. Малышева и соавт. 2001; Ю.А. Рахманин и соавт. 2002; Н.А. Романенко и соавт., 2002; Н.А. Русанова и соавт., 1992; М.М. Сайфутдинов и соавт., 1995).
Многопрофильность проблемы обеспечения населения доброкачественной питьевой водой определяет актуальность научных разработок по совершенствованию технологических процессов очистки воды и исследований по их гигиенической оценке (Н.В. Русаков, 2002).
Особую значимость приобретают вопросы обеззараживания и консервации питьевой воды (А.В. Авчинников, 2001).
В последние годы появляется масса реагентов и технологий, интенсифицирующих процесс водоподготовки и повышающих барьерную роль водопроводных сооружений (коагулянты, флокулянты, сорбенты). Однако в качестве дезинфицирующих реагентов по-прежнему продолжают использоваться соединения хлора (жидкий хлор, хлорная известь, гипохлорит кальция и др.). Эти реагенты не обеспечивают полной эпидемической безопасности питьевой воды, особенно при инфицировании анаэробными микроорганизмами и вирусами. Дозы хлора, обеспечивающие уничтожение бактериальной микрофлоры, зачастую неэффективны в отношении кишечных вирусов (В.В Семенова и соавг., 2001; В.И. Сергевнин и соавт., 2003; Ю.А Рахманин с со-
* t Г
»» a» a
5 авт, 2002), в том числе вирусов гепатита А и ротавирусов (А В. Авчинников
исоавт., 1996).
Кроме того, при хлорировании воды с высоким содержанием органических веществ природного и техногенного происхождения образуются токсичные хлор органические соединения - тригалометаны, обладающие канцерогенным и мутагенным эффектом (Г.Н. Красовский и соавт., 1981; 2002; 2003).
В Свердловской области доля проб питьевой воды, в которых содержание хлорорганических соединений не соответствовало ПДК, в 1999 г. составила 16,6%, Пермской - 8,2%, Ямало-Ненецком округе - 70,0% (Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в РФ»; 2000, 2002).
Таким образом, недостаточная эффективность свободного хлора в достижении обеззараживающего эффекта и образование опасных для здоровья человека хлорорганических соединений обусловливают актуальность поиска и внедрения более эффективных и менее опасных для здоровья населения дезинфицирующих агентов в подготовке питьевой воды. К такого рода реагентам относятся диоксид хлора и нейтральный анолит.
По своей химической природе диоксид хлора является сильным окислителем, который, вступая в контакт с водой, обеспечивает мощный бактерицидный эффект, а образующиеся при его распаде хлориты и хлораты обладают пролонгированным обеззараживающим действием при транспортировке воды в разводящих сетях (A.M. Войтенко и соавт., 1997, 1998; В.А. Прокопов и соавт., 1997).
Нейтральный анолит представляет собой смесь сильных кислородсодержащих окислителей и, обладая высокой цитотоксичностью, оказывает бактерицидный эффект (В.М. Бахир и соавт., 1996; В.И. Прилуцкий и соавт., 1996).
Эти реагенты применяются в качестве окислителей и дезинфектантов в зарубежной практике водоснабжения (Lykins и соавт, 1990) Однако их эф-
фективность во многом зависит от качества исходной обрабатываемой воды и общей схемы водоподготовки Особые трудности вызывает применение диоксида хлора для обработки высокоцветных вод, содержащих органические и неорганические техногенные загрязнения.
Недостаточная изученность механизма взаимодействия диоксида хлора и анолита нейтрального с высокоцветными водами затрудняет разработку принципа установления рабочих доз и гигиеническую оценку их обеззараживающего эффекта в условиях текущего режима и чрезвычайной эпидемической ситуации.
Не изучены органолептические свойства, токсичность и мутагенность воды при обработке диоксидом хлора и анолитом нейтральным.
Решению этих вопросов посвящена выполненная работа.
Цель исследований: дать сравнительную гигиеническую оценку диоксида хлора и анолита нейтрального; разработать рекомендации санитарно-эпидемиологического контроля при их использовании в качестве дезинфектантов в централизованном хозяйственно-питьевом водоснабжении
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи'
- определение бактерицидных, вирулицидных, антипаразитарных
свойств дезинфектантов с установлением принципа подбора рабочих доз при
работе в текущем режиме и в чрезвычайной эпидемической ситуации;
изучение способности хлорпроизводньгх дезинфектантов как окислителей органических и неорганических веществ, содержащихся в воде водоисточников, образование хлорорганических соединений, окисление марганца и железа;
изучение влияния дезинфектантов на органолептические свойства обрабатываемой воды;
исследование токсичности, мутагенности, гонадотоксичности и аллергенных свойств воды, обработанной изучаемыми дезинфектантами,
оценка хлорпроизводньгх дезинфектантов в опытно-промышленных испытаниях;
7 - разработка схемы производственного и санитарно-гигиенического
контроля в технологии водоподготовки с использованием хлорпроизводньгх
дсзинфектантов.
Научная новизна и теоретическая значимость исследований.
Впервые изучены закономерности и дана оценка сравнительной гигиенической эффективности новых дезинфектантов хлорпроизводного ряда, их преимуществ перед жидким хлором при использовании в обработке высокоцветных вод.
Доказан повышенный бактерицидный и вирулицидный эффект уменьшения образования хлорорганических соединений, выявлена безопасность для здоровья населения питьевой воды, обработанной изученными де-зинфенктантами в сравнении с хлором.
Обоснованы наиболее оптимальные режимы использования дезинфектантов в подготовке питьевой воды из поверхностных источников, отличающихся высокой цветностью, содержанием железа и марганца.
Практическая значимость и внедрение результатов работы. Разработаны информативные критерии гигиенической оценки технологии обеззараживания питьевой воды дезинфектантами хлорпроизводного ряда. Предложена схема производственно-лабораторного контроля за эффективностью водоподготовки и качеством воды, подаваемой населению, которая апробирована в опытно-промышленных испытаниях, утверждена органами санэпид-надзора и внедрена на Верхне-Выйском водопроводе г. Н.Тагила. Получено санитарно-эпидемиологическое заключение Областного центра Госсанэпиднадзора, разрешающее постоянное использование диоксиднои технологии на Верхне-Выйском водопроводе г. Н. Тагила.
Результаты исследований послужили основанием для получения официального разрешения Министерства здравоохранения и социального развития РФ на использование диоксида хлора в практике водоподготовки в централизованном хозяйственно-питьевом водоснабжении.
8 Апробация работы и публикация материалов
По результатам исследований опубликовано 12 статей.
Работа докладывалась и обсуждалась на:
Двенадцатой Международной выставке-семинаре «Уралэкология Техноген. Металлургия» 27-29 марта 2002, г. Екатеринбург
Пятом Международном конгрессе«Экватэк-2002 Вода Экология и технология», 4-7 июня 2002, г. Москва.
Пленуме Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации 15-16 декабря 2002, г. Москва.
Седьмом международном симпозиуме «Чистая вода России-2003», 15-19 апреля 2003, г. Екатеринбург.
- Всероссийской научно-практической конференции, посвященной
80-летию создания Госсанэпиднадзора России, 2002, г. Москва,
Всероссийской конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», 2003, г. Екатеринбург.
Всероссийской конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», 2004, г. Екатеринбург.
Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы промышленных регионов», 2004, г. Екатеринбург.
Личный вклад автора. Автором сформулированы актуальность и цель работы, поставлены задачи, разработана программа исследований Автор принимал непосредственное участие в организации исследований по гигиенической оценке и разработке производственно-лабораторного контроля при проведении опытно-промышленных испытаний внедрения диоксидной технологии на Верхяе-Выйском гидроузле г Н Тагила, сборе и оценке материалов качества воды источников водоснабжения, выполнении экспериментов на лабораторных животных по изучению опасности воды, обработанной дезин-фектантами
9 Автором лично проанализированы, статистически обработаны и
обобщены результаты комплексных исследований, на основании которых подготовлены материалы, представленные для получения официального разрешения об использовании диоксида хлора в практике централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории РФ.
На защиту выносятся положения, обосновывающие преимущества диоксида хлора и анолита нейтрального, по сравнению с хлором при обработке высокоцветных вод с высоким содержанием органических веществ природного и техногенного происхождения:
-
Диоксид хлора и анолит нейтральный обладают более сильным обеззараживающим действием по отношению к микрофлоре.
-
Изученные дезинфектанты уменьшают образование хлорорганиче-ских соединений, не сообщают воде неприятных (в том числе хлорфеноль-ных) запахов.
-
Совместное использование диоксида хлора и хлора значительно снижает дозу хлора, необходимую для достижения дезинфицирующего эффекта, уменьшая тем самым образование галогенсодержапшх соединений, и обеспечивает стойкий пролонгированный эффект в распределительных сетях.
-
По результатам хронических санитарно-токсикологических экспериментов вода, обработанная диоксидом хлора и анолитом нейтральным, безопасна для здоровья населения.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав по методике и результатам собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы.
Текстовая часть диссертации изложена на 127 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 41 таблицей, 11 рисунками. Список литературы содержит 170 источников, из них 32 иностранных авторов.
