Гигиенические основы охраны водных объектов и здоровья населения в районах размещения предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) Воробьева, Лидия Васильевна

Введение к работе

Актуальность темы. Решение природоохранных проблем для мно-тоннажной целлюлозно-бумажной промышленности (ЦЕП), выбросы іторой представляют значительную опасность для окружающей іедн, имеет исключительно важное значение. Несмотря на модер-гаацгоо, реконструкцию почти всех действующих предприятий, цел-июзно-бумажная промышленность вплоть до 2000 года будет бази-шаться на классической, несколько усовершенствованной техно->гии, в связи с чем ликвидация и предотвращение загрязнения >доемов останутся основной и наиболее сложной частью природо-сранной деятельности в ЦЕЛ.

Вместе с тем работ по опенке влияния сточных вод отрасли j водныр объекты и здоровья населения явно недостаточно. Боль-їногзо из них относятся к 60-70-м годам и касаются проблемы эрмирования компонентов сточных вод ЦШ, либо изучения отдельное предприятий.

Внимание специалистов в последние годы привлекают стабиль-ае высокомолекулярные органические вещества, в составе кото-ых в водные объекты поступают хлорорганические соединения, бладагацие кумулятивными, мутагенными и канперогенными эсдеками. В то же время сведения по гоксиколого-гигиенической оцен-в касаются преимущественно основных серусодержащих компонентов точных вод ЦШ (метшшеркапгаяа, димегилсульфида и димегил-исульфида), разработаны их ДНК для воды водоемов (аелюжицкий .В., 1973), приводятся данные по санитарно-токсикологической пенке сточных вод сульфатной варки целлюлозы (Раяяамяэ P.P., 979; Корзун Н.Л., 1984).

Отсутствуют комплексные исследования, позволяющие оценить

- 2 _

судьбу приоритетных специфических соединений СТОЧНЫХ ВОД ЦШ в процессе очистки и водоподгогобки, -денагурирущее влияние и на водоемы и процессы, самоочищения. Не систематизированы даня натурных и экспериментальных наблюдений о трансформации лигяи них веществ в водных средах и донных отложениях, закономерное тях их распространения в водных объектах.

Сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод дел ег актуальной проблему донных отложений, как дополнительного источника санитарной опасности в районах питьевых водозаборов и разработку методических подходов и критериев их. токсикологе гигиенической оценки. До сего времени отсутствуют работы по опенке риска водного <|актора в районах ЦШ для здоровья населения. Эпидемиологические наблкщения проводились преимущественно в связи с действием аэрогенных химических нагрузок (Сед жидкий Г.В., 1973; Карелин А.О., 1991).

Е целлюлозно-бумажной промышленности широко используются современные решения, направленные на сокращение водопогреблев и водоотведения, переход на оборотные и максимально замкнутые цикла водоснабжения (Свигельский В.П., Литвинова С.Г., Аресте -Г.А, и др., 1982; Евилевич М.А., 1986; Нарнмская Р.А., Игнате ко В.Г., Никитин Я.В., 1986). Не менее актуальна проблема ум лизации осадков, что гребуег соответствующей санигарно-гигиек чеокой апробации.

В литературе имеются данные о возможности использования бг логически очищенных городских сточннх вод в техническом водоснабжении (Черкинсклй С.Н., Габрилевская Л.Н., 1976,1977; Королев А.А., 1983,1985, Богданов М.В., 1988), в практике приме няются "Методические указания по гигиенической опенке исполь: вания доочищеяяых городских сточных вод в промышленном водо-

- З -забженил" (1985), однако не разработаны принципы и критерии ягиеяической безопасности.малоотходных технологий в ЦЕП.

Отмеченное послужило основанием к выполнении НИР в рамках Омплексной программы по усилению профилактики заболеваний и креплению здоровья населения СССР на 1985-1990 гг.", утверж-енной на совместном заседании коллегии Министерства здравоох-анения ОССр п Президиума АМН СССР 15 ноября 1984 г., програмові ГКНТ от 05.08.86 г. № 364 г., утвержденной в соответствии постановлением Совета Министров ^СССР Л 1212 от 07.12.84 г. Разработать комплекс мероприятий и нормативных документов по храяе и рациональному использованию природных ресурсов басейна озер Іадожжого, Онежского, Ильмень и Имандра", а тяте еспубликанской программой "Гигиенические аспекты охраны окру-авдей среди и условий труда при комплексной переработке дре-есины".

Отдельнне фрагменты диссергадионной работы были выполнены в вязи .с участием автора в союзных программах "Здоровье населе-ия Сибири" и заданием 04.04.Н2, в соответствии с приказом ГКНТ ¹ 440 от І9.ІІ.8І г. "Разработать научно-гигиенические основы омплексной оценки и прогнозирования сгепени влияния на состоя-ие окружающей среды использования очищенных сточных вод в обо-отных системах промышленного водоснабжения".

Цель и задачи исследовании. Разработать эколого-гигиенические сновы и принципы водоохранной политики в целлшюзно-бумааюй ромышеняости, обеспечивающие оптимальные условия водопользо-ания и сохранение здоровья населения.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить ледущие задачи:

разработать и обосновать концептуальную модель и методические подходы к комплексной гигиенической оценке механизмов формирования водной химической нагрузки" в районах размещения предприятий ЦШ и ее влияния на здоровье населения;

дать гигиеническую оценку предприятий ЦШ как источяико: загрязнения водных объектов, выявить основные закономерности и особенности трансформации специфических компонентов сгочны вод ЦШ в процессе их очистке на канализационных очистных оо оружениях е водоподготовки;

изучить закономерности формирования донных отложений ка специфического фактора вторичного загрязнения водных объекго оценить их опасность, обосновать перспективные с гигиеническ позиций методы контроля за донными отлоасениями;

выявить закономерности формирования водной химической н грузіси в районах водопользования, оценить ее гоксикологическ значимость на основе суммарной биологической активности сточ вод и акватории в районе их выпуска;

оценить биологическое действие многогоянажных отходов о расли - лигнияных веществ с учетом продуктов их трансформаци а также анграхинона как перспективного модификатора варки це люлозы, обосновать их ЦДК для воды водоемов;

на базе экспериментальных и натурных исследований разра тать основы гигиенического прогноза формирования качества во водных объектов, с учетом эпидемиологических данных определи степень воздействия водного фактора на здоровье населения в районах крупных предприятий ДШ;

- разработать эколого-гигиенические основы и принципы вод
охранной полигики; предложить систему оптимизации условий во
пользования населения в районах размещения предприятий целлю

- 5 -шо-бумажяой промьпплеяносги на базе современных технологичес-с решений, совершенствования схем водоснабжения и очистки зчяых вод, внедрения малоотходных предприятий. Научная новизна исследоваьий. На основе принципов комплексуй, оценки непосредственной и потенциальной опасности загряз-шя, приоритетности выбора показателей и патогенетического осода предложена концептуальная модель формирования водной шчеокой нагрузки (БХН) в районах выпуска сточных вод ЦШ, инающая следующие элементы: источник загрязнения - опенка ада первичных и вторичных источников загрязнения - выявле-! закономерностей процессов трансформации веществ - роль :ных отложений - качество питьевой воды - здоровье населе-: - разработка водоохранных мероприятий. Апробация концеп-льной модели показала, что она может служить базой для эко-о-гигиенической экспертизы условий водопользования населе-

- получены новые данные с использованием современных анали-
еских и математических методов по гигиенической оценке вкла-
отдельных технологических процессов в формирование приоритет-
загрязнений на предприятиях ЦШ. Выделены непосредственные

огеядиальяые источники образования хлороргаяических соедияе-(ХОС). Доказана возможность дополнительного формирования их зеществ-предшествеяников;

- предложена математическая модель типа: у =ах+в, позволяю-
прогнозировать закономерности Формирования качества сточных
при различных системах очистки по содержанию легко и труд-
сисляемых органических соединений (через показатели ВЕС,

цветность) и специфических ингредиентов (лигнинных веществ, їлов, бензола, метанола, формальдегида, диметилсуль?яда);

на основе изучения процессов трансформации органических соединений в донных отложениях установлен новый с гигиеничес ких позиций феномен образования вредных веществ, как сущесі венный дополнительный источник загрязнения водных объектов Е комолекулярными органическими фракциями, Фенолами, метанолол формальдегидом;

методом многофакторного анализа рассчитан долевой вклад отдельных составляющих водной химической нагрузки (непооредс венного влияния выпуска - от S до 57,4; донных отложений -54%, процессов трансформации - 15-21$) в формирование качесз воды водоисточников питьевого назначения с учетом дальности распространения загрязняющих компонентов;

с использованием метода экспериментального ыоделироваш доказана возможность потенцирования токсикологической опасн< в процессе хлорирования питьевых вод. При этом установлен ні источник опасности вторичного образования 200 в питьевой во; из веществ-предшественников (лигнинных соединений) и продук¹ их трансформации. Найдено, что реальная концентрация ЮС в і гьевой воде хт.Приозерска и Питкяравты (от 411 до 650 мкг/ді представляла опасность для здоровья населения. Предложен бе: опасный уровень содержания ХОС в питьевой воде - 50 мкг/дм^э,

- выявлены связи между уровнем органического загрязнения
питьевой воды и заболеваемостью населения следующими нозоло:
ческими формами: неинфекцнонншш энтеритами и колитами с по:
зателяш ХПК ( - 0,79), цветности ( -0,83), ХОС (пь -0,62)
болезнями печени, келчного пузыря и поджелудочной железы с 1
зателями ХОС ( -0,81), чегыреххлористым углеродом ( -0,79
болезнями почек и мочевьшодящих путей и ХПК (^.-0,81), цвет
ностью ("5-0,75), хлорэтиленами {.%- 0,74). Разработаны маті

ческие прогностические модели зависиыосги состояния здоровья уровня ВХН на питьевое водопользование;

на основе натурных , экспериментальных и эпидемиологичес-х наблюдений обоснованы оригинальные перечни оценочных пока-гелей качества воды водных объектов для районов размещения едприятий ЦШ: для текущего надзора (7 веществ);, для перио-ческого контроля ^20 веществ);

обоснована новая комплексная система реализации водоохран-х мероприятий многоуровневого назначения с учетом степени их фекгивносги: технологические мероприятия -* мероприятия, на-авленные на малоогходность -*- совершенствование систем очист-

сточных вод -*- предупрендениа образования донных отложении *- введение в систему контроля ведущих показателей -»- исполь-вание и'годов обеззараживания сточных и питьевых вод, не входящих к образованию ХОС.

Практическая значимость работы. Материалы диссертационной боты были реализованы в следующих методических и нормативных кументах:

- "Методических указаниях по санитарной охране водоемов от
грязнения сточными водами целлюлозно-бумажной промышленности".

СССР № І958а-78 от 29.12.78 г.),

- методических рекомендациях "Использование очищенных сточ-
с вод в целлюлозно-бумажном производстве". - Ж., 1985. Ут-
їзденн зам.министра здравоохранения РСФСР К.И.Акуловым
,11.1984 г.;

- материалы использованы при составлении "Санитарных пра-
[ и норм охраны поверхностных вод от загрязнения сточными
;ами предприятий целлюлозно-бумажной промышленности" (АМН
Р. Проблемная комиссия союзного значения "Научные основы

гигиены, окружащей среды", секция гигиены воды и санитарной охраны водоемов (Справка Js II-13-94 от I0.06.SI г.);

технических условиях "Активный ил для удобрения" TJ 13-7308001-571-85. Утверздены начальником управления стандартов ж качества продукции И.КЛеркасовым 27.11.1985 г. Согласованы МЗ РСФСР, письмо № 07 С/К-285 от 12.09.85 г.

технических условиях "Белвитамил ковдопожокяй". Утверждены зам.министра лесной, целлгаозно-будажной и деревообрабатываг щей промышленности СССР Г.В.Ероншшм 12.10.84 г.;

разработаны 4 норматива химические веществ для вода водоемов: лигнин сульфатный лиственный, лигнин сульфатный хвойный, лигносульФояагы, антрахинон (СанПяН В 4630-88 "Охрана поверхностных вод от загрязяения^я( МЗ СССР. - М., 1988).

В процессе работы уточнены методические аспекты моделирования процессов самоочищения, на что офорішено рационализаторское предложение Л 171 от 21.01.76 г.

Методические рекомендации по обеспечению условий гигиенической безопасности при организации замкнутых циклов водоснаб-еєяия внедрены на Суоярвской КФ и Селенгинском ЦКК (Справка об апробации S 3/63-15/776 19ЭЗ г.);

Материалы триады экспонировались на Выставке достижений народного хозяйства СССР (павильон "Здравоохранение СССР". Свидетельство участника ВДШС & 73950 - 1976 г. Справка 38/399 от 19.12.85 г.-; 38/614 от 26.12.86 г.

Материалы экспонировались на выставке "Здоровье человека в Сибири - в действии" ШВ СССР. Сибирское отделение (Справка

38-07/7 от 17.11.87 г.).

Материалы исследований использованы при разработке разделов 01.10 задания 01 "Разработать комплекс мероприятий и нормативных

куменгов по охране и рациональному использованию природных

сурсов бассейна озер Ладожское, Онежское, Ильмень и Ишадра", верзденныш ГКНТ (05.08.86 г. К 364 в соответствии с поста-влением Совега Мнлстров СССР В 1212 от 07.12.84). А также в виде самостоятельного раздела "Методические указа-я по оценке степени санитарной опасности качества воды водных ъектов в регионе Ладожского озера" включены в соответствутий чет, направленный Институтом озероведения АН СССР в ГКНТ СССР і.03.788 (исх. Я 4 - До) (Справка 02-2116 от 11.06.91 г.).

при разработке проблемы 0.85.02.04 "Создать и отработать опытно-промышленных условиях бессточные системы водоояабже-[я предприятий ЦШ во исполнение постановления Совега Мшист їв СССР ат 16 имя 1971 г. & 391 "Об охране озера Байкал", НТ при Совете- Министров СССР от 26.11.76 г. В 430; а также юрдаяационното плана работ МияІесПРОМа СССР по решению зада-и » 0402 проблема, 0.85.02 (Справка А І6-03ДЗ от .).

при разработке программы "Ресурсосберегающие и экологичес-ге чистые процессы металлургии и химии" по направлению "Чистая іллшюза" по теме ГКНТ при Совете Министров СССР: "Создать и івоить экологически чистое производство беленой целлюлозы на іновє способа кислородно-щелочной варки в пульсационном annate" (Справка * І6-03ДІ от 10.01.91 г.).

при оценке природоохранных мероприятий в период опытно-юмышлеяной выработки на ПО "Солоибальский ЦБКК в период со Ї.04 по 11.05.86 г. (Акт опытно-промышленной выработки сульфат-ій небеленой целлюлозы с использованием анграхшюна от 19.09.

і г.).

- при внедрении мероприятий первого пускового комплекса на
іленгинском ЦКК (Акт проведения опыгяо-прогалаленяой выработки

- Іона Селенгинском ЩК от 25.12.81 г.);

при оцеяке природоохранных мероприятий яа Приозерскоы ЦЗ і решении вопроса о его закритий в октябре 1986 г. (Справка Главного саяятарно-профилактяческого управления J6 142-9/49-24 от 25.01.90 г.);

при экспертизе проекта технико-экономического расчета oxpj ны окружающей среды при строительстве третьей очереди Амурской ЦКК, а также

при оценке эффективности водоохранных мероприятий на Братском ЛПК; Байкальской ЦБК; Амурской ЦКК (справка Главного упраз ления эпидемиологии и гигиены МЗ РСФСР, # 23,106, исх. от 06.03.90);

при проведении экологической экспертизы "Схемы развития и размещения лесной, целлтаозно-бумаяяой, деревообрабатывающей и лесохимической промышленности до 2005 года" (Справка Государственного комитета СССР по охране природы й ХЛК-50 от 07.03.90 г,

при экспертизе проекта целлюлозного завода с кислородно-щелочной варкой целлюлозы Сясьского ЦЕК (Акт о внедрении Ленинградской областной СЭС » 2-2-382а от 30.06.88 г.);

в природоохранной деятельности Ленинградской областной санитарно-эпидемиологической станции (Справка Я 2-6-397 от II. 12.89 г.).

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на съездах, Всесоюзных и Всероссийских научных и научно-практических конференциях: Международном симпозиуме "Экологически безопасный завод будущего в ЦШ" (1991 г.); УП Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Ростов-на-Дону, 1991 г.); 71 съезде гигиенистов и санитарных врачей, 71 съезде микробиологов и эпидемиологов, I съезде инфекционистов Белоруссии (Минск, 197

- II -

'сесоюзной конференции "Научно-технические проблемы создания амкяутых систем водопользования е целлюлозно-бумажной промыш-енности и производстве древесно-волокнястых плит" (Архан->ельск, 1980); Всесоюзной конференции "Безотходные техяоло-ические процессы химической переработки древесины и охрана крукаюцей среды (Рига, 1981); И Всесоюзной конференции "Эя-окриняая система.организма и вредные факторы внешней среды" Ленинград, 1983); Всесоюзной научно-технической конференции Новое в очистке огочяых еод, газо-шиевых выбросов и утяли-ащи отходов ЦЕП" (Ленинград, 1986); Всесоюзных конференциях о санитарной охране водоемов (Пермь, 1985,1988); заседаниях екции гигиена воды и санитарной охраны водоемов Проблемной. эмиссии Союзного значения "Научные основы гигиены окруяает.ей реды" (Минск, 1979; Архангельск, 1988; Пермь , 1988, I98S); еспубликаяскюс курсах информатики и стажировки по теме: "Гн-иенические аспекты охраны окружакщей.среды и условий труда ри комплексной переработке древесины" (Ленинград, 1984); завданий секции "Экологические проблемы здоровья населения Нашого совега по проблемам охраны окружащей среды" Межввдоысг-зяного координационного совега АН СССР (Ленинград, 1990); об-2СГЯ0ГО а юродского отделений Всероссийского научно-меднпин-юго общества гигиенистов а санитарных врачей (Ленинград, 378,1989,1980,1990); Межведомственном совещании по вопросам )вершенсгвоваяия принципов нормирования и установления прио-ітетяих показателей загрязнения в сточных водах предприятий И (Светогорск,-1990); на итоговых научно-практических кон-іренпиях Ленинградского санитарно-гигиенического медивднско-> института (1979,1980,1981,1989,1990).

На защиту выносятся следующие положения.

1. Эколого-гигиеняческая концепшя формирования реальной на грузки на водяне объекты и здоровье населения. Процессы, определяющие уровень нагрузки. Вклад приоритетных и второстепенных факторов в механизмы непосредственной и потенциальной эпидемно логической и токсикологической опасности для питьевого водопользования в районах с развитой целлюлозно-бумаяной промышленностью.

2. Особенности трансформации органических веществ сточных вод ЦЕП в донных отложениях: критериальная значимость отдельных показателей (ХПК, фенолов, метанола, формальдегида а хлороформа) с целью использования-их для контроля в районах мощных донных отложений. Вклад донных отложений в формирование реальной нагрузки на водоем.

3. Перечень приоритетных оценочных показателей, характеризующих влияние сточных вод ЦШ на органолептические свойства вода, течение процессов са^эочищения, их токсикологическую и эпидемиологическую опасность для здоровья населения. Возиоя-носгь прогноза уровня водной химической нагрузки через показатели ХПК и цветности на основе полученных математических «оделей.

4. Принципы и.критерии гигиенической безопасности малоогходні технологий, учитывающие особенности использования очищенных сто¹ яых вод и осадков в основных производственных процессах, вид готовой продукции и ее назначение. Показатели, гарангиругаше эпидемиологическую и токсикологическую безопасность повторного использования сточных вод и иловых осадков в целлюлозно-бумажном производстве.

5. Эколого-гигиенические основы и принципы водоохранной по-

- ІЗ -итикд в целлюлозно-бумажно! промышленности. Систему оптимиза-ии условий водопользования, основанную яа ингегральяом подхс— а к планированию водоохранных мероприятий, и включающую тех-ическое перевооружение отрасли яа базе современных решений, овероеногвование схем внугризаводсйого водоснабжения и очист-ж сточных вод, внедрение малоотходных технологий.

Апробация работы проведена на проблемной комиссии "Гигиена первичная профилактика заболеваний" ленинградского санитар-о-гигиенического медицинского института (1991 г.), ученом овеге Ленинградского санитарно-гигиенического медицинского ястигуга (1991 г.).

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 36 ечагных паботах и I монографии.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, обзора итерагуры, характеристики концептуальной модели, объема и егодов исследований, 6 глав собственных исследований, обоуж-ения, вывод, списка литературы, приложений. Изложена на Zz>> границах машинописного текста, включает 55*/ страниц гексто-ой части, 131 рисунок, 66 таблиц , і60 приложении.