Введение к работе
Актуальность темы. Охрана и рациональное использование водных ресурсов в условиях роста промышленного производства и муниципального хозяйства является одной из важнейших общегосударственных задач. Ограниченность запасов пресной воды во многих регионах нашей страны не позволяет рассчитывать на
экстенсивное водоснабжение за счет привлечения дополнительных источников, что предопределяет использование сточных вод
для различных хозяйственных нужд.
Вместе с тем, гигиенические аспекты повторного использования воды до настоящего времени остаются малоизученными как в теоретическом и методическом, так и практическом плане. Действующие нормативные документы водно-санитарного законодательства, по существу, лишь обозначают эту проблему и не позволяют осуществлять в широких масштабах использование сточных вод в хозяйственной деятельности. Имеющиеся в литературе сведения или вообще не касаются гигиенической стороны проблемы, или освещают частные вопросы (Л.А.Алферова, А.П.Нечаев, 1984; Г. В. Селюхицкий с соавт., 1980; Л.Х.Цыгановская с соавт.,1982; Д.И.Кучеренко, 1987; Рекомендации ВОЗ, 1975, 1989).
В тоже время приоритет требований безопасности при повторном использовании воды очевиден. Достаточно отметить, что многие эпидемии и интоксикации водного происхождения были обусловлены косвенным использованием оточных вод (C.H.'fop-кинский, 1975; Р.А.Дмитриева с соавт., 1982; C.Crark , 1992).
4.
Эпидемиологические и токсикологические факторы определяют необходимость всесторонней гигиенической оценки состава и свойств, степени возможной токсичности и опасности сточных вод, а также методов очистки их при повторном использовании. Оценка должна їгроводиться по единой методической схеме, а использование сточных вод должно основываться на единых гигиенических принципах и критериях их качества. Решение этой задачи будет способствовать дальнейшему совершенствованию теории и практики гигиенического -регламентирования неблагоприятных факторов в окружающей среде и тем самым служить интересам охраны здоровья населения.
Цель и задачи исследований. В связи с изложенным целью наших исследований являлась разработка гигиенических основ и методических подходов изучения сточных вод, обеспечивающих безопасное для человека их использование в ведущих отраслях промышленного производства и городском хозяйстве.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
научное обоснование гитиенических принципов использования сточных вод в системах технического водоснабжения;
разработка методических подходов к оценке состава и свойств, степени возможной токсичности и опасности сточных вод в зависимости от условий их дальнейшего применения;
определение основных закономерностей формирования качества сточных вод при очистке, обеззараживании и стабилизационной обработке;
5.
обоснование наиболее перспективных с гигиенических позиций методов обработки сточных вод;
выявление в экспериментах на теплокровных животных характерных особенностей токсического действия очищенных сточных воДпри различных путях поступления в организм;
изучение состояния здоровья контингентов работающих и населения, подвергавшихся прямому или косвенному воздействию сточных вод;
разработка гигиенических критериев качества сточных вод, обеспечивающих возможность безопасного использования их в промышленности и в городском хозяйстве;
гигиеническое обоснование создания замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий и комплексов, основанных на повторном использовании очищенных сточных вод;
внедрение результатов исследований в практику путем разработки документов водно-санитарного законодательства, гигиенических рекомендаций к использованию сточных вод, применению эффективных методов их очистки и обеззараживания, к проектированию и эксплуатации замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий.
Методы и объем исследований. Для решения поставленных задач использовались современные химико-аналитические, гигиенические, микробиологические, токсикологические, морфологические, экспериментально-онкологические и статистические методы исследований. Количественное определение химических соединений в сточных водах проводилось о помощью высокочув-
6.
ствительных методов: спектрофотометріш, газовой хроматографии, масс-спектроскопии и др.
Оценка эпидемической опасности восстановленной воды осуществлялась с использованием методов определения индикаторных и патогенных микроорганизмов, а также экспериментального заражения модельными штаммами возбудителей. Было проанализировано более 30 тысяч проб сточных вод гг.Москвы, Челябинска, Новочеркасска, Баку, Шевченко, Троицка и др. Кроме того, проведено изучение эпидемиологических последствий широкомасштабного использования доочищенных бытовых сточных вод в аридном регионе.
При оценке токсичности и опасности сточных вод различных видов (бытовых, городских, производственных и поверхностных), помимо общетоксического действия, изучались специфические эффекты (аллергенный, мутагенный, гонадо- и эмбриотоксический, канцерогенный). Было проведено более 40 хронических опытов при накожном, ингаляционном и пероралъном воздействии сточных и восстановленных вод. С помощью этих методов изучено 37 схем очистки, доочистки и обеззараживания сточных вод. Выявлены основные закономерности формирования качества восстановленной воды при хлорировании, озонировании, известковании, коагуляции, фильтровании, сорбции и т.д.
Научная новизна и теоретическая значимооть исследований. Впервые сформулированы гигиеничеокие принципы безопасното использования сточных вод для технического водоснабжения. Обоснованы теоретические и методические подходы к оценке качества восстановленной воды в зависимости от условий ее дальнейшего применения.
Дана сравнительная оценка гигиенической эффективности
7.
различите методов очистки сточных вод, обоснованы гигиенически значимые оценочные показатели качества восстановленной воды, определены количественные закономерности образования опасных галоформных соединений при хлорировании, обоснованы оптимальные дозы сильных окислителей (хлора, озона, перекиси водорода) для снижения концентраций основных химических загрязнений и обеззараживания сточных вод.
Впервые выполнены эпидемиологические исследования по оценке влияния широкомасштабного использования восстановленной ео-ды на заболеваемость населения острыми кишечными ии^кциями и вирусным гепатитом.
Разра^г.-лны гигиенические критерии качества восстановленной воды, -- ''опечивающие возможность безопасного ее использования в вед7::-.-.х отраслях промышленности и городском хозяйстве.
Пр_ги- -/ веская ценность и внедрение результатов исследований. Материалы диссертации включены в "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения" (J* 4630-88), "Санитарные правила и нормы проектирования и эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения" (* 4673-88), "Методические указания по гигиенической оценке использования доочищонных городских сточных вод в промышленном водоснабжении" (И 3224-85), "Методические рекомендации по санитарно-ги-г;юническому контроле зп комплексным использоваїгаєм очищенных сточных вод в условиях г.Актау" (1993), "Метолические рекомен-д.'і'і/и по санитарно-гигиенической оценке использования сточных во;- ; оборотных системах железнодорожного транспорта" (1994), Ц" о комплексную программу "Экономия и рациональное исполъ-
8.
зовакие водных ресурсов в г.Москве и повышение надежности ее водообеспечения на период до 2000 г." (ред.1988 и 1993 гг.).
По материалам работы получено авторское свидетельство (А 140359, 1988 г.), Большая памятная и 2 Бронзовые медали ВДНХ СССР.
Гигиенические рекомендации использованы в проектах очистных сооружений тт.Москвы, Челябинска, Новочеркасска, Тамбова, Мичуринска, Воронежа, Шевченко (Актау), а также замкнутых системах водного хозяйства ЗиЛа, филиала Минского тракторного завода, Крымской и Донецкой АЭС, Тобольской и Бакинской ТЭЦ, мезокной фабрики Института ядерных исследований АН, Казанского объединения "Ортсинтез", Белоцерковского шинного завода.
Личный вклад автора. Заключается в организации и непосредственном выполнении исследований по всем разделам расоти. Самостоятельно сформулированы цель, программа исследований, определены направления, объем и методы исследований, проведены анализ и обобщение результатов натурных и экспериментальных исследований, а также литературных данных. .Гигиенические и токсикологические исследования спланированы и выполнены полностью нами. Отдельные исследования, требовавшие специальной аппаратуры, выполнялись совместно с сотрудниками ВНИИ ВОДГЕО, Мосводо-каналНИИ проекта, СЭС г.г.Москвк, Челябинска и Шевченко (Актау), Института полиомиелита и вирусах энцефалитов АМН, НИИ экологии челоьчяа и гигиены окружаыцг;' ; :ды им.А.Н.Пысина.
Апробплия работы. М;:~-,.алы диссерт.-чцпя доложены и обсуждены на 2-й Всесоюзной межаузовской конференции по озону (Коек-
9.
ва, 1977), УІ Всесоюзном симпозиуме по современным проблемам самочищения и регулирования качества вод (Таллинн, 1979), II Всесоюзной конференции по комплексним проблемам гигиены (Киев, 1982), УП Всесоюзном симпозиуме по современным проблемам прогнозирования, контроля качества вода водоемои ? озонирования (Таллинн, 1985), У съезде гигиенистов, санитарных врачей, эпидемиологов, микробиологов и инфекционистов Узбекистана (Ташкент, 1987), Всесоюзном совещании по гигиеническим проблемам опреснения воды (Шевченко, 1988), Пленумах секции гигиены вода и санитарной охраны водоемов Проблемной комиссии АМН СССР "Научные основы гигиены окружающей сроды" (Минск, 1979; Харьков, 1984; Шауляй, 1986; Черновцы, 1991), Републиканской научно-технической конференции "Интенсификация работы станций очистки сточных вод" (Томск, 1990), Всесоюзной конференции "Концепция создания экологически чистых регионов" (Волгоград, 1992).
Публикации. По теме диссертации опубликовало 37 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 288 страницах машинописи, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, указателя литературы, включающего 141 работу отечественных и 166 зарубежных авторов, иллюстрирована 28 рисунками и 90 таблицами, часть из которых вынесена в приложение.
10.
Положения, выносимые на защиту.
-
Гигиеническая концепция использования очищенных сточных вод для технического водоснабжения.
-
Принципы гигиенической оценки и регламентирования качества восстановленной воды.
-
Научное обоснование перспективных методов обработки сточных вод.
-
Гигиенические критерии качества восстановленной воды при ее использовании в ведущих отраслях промышленности и городском хозяйстве.
-
Основные положения водохозяйственной концепции промышленных центров.