Введение к работе
В 1983 году, в ходе "Международного десятилетия питьевого водоснабжения и санитарии", Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по безопасности пищевых продуктов принял решение считать питьевую воду и воду, используемую для приготовления пищи, "пищевым продуктом" и рекомендовал санитарный надзор за пищевыми продуктами и питьевой водой объединить в общую систему безопасности.
В нашей стране при решении вопроса обеспечения населения доброкачественной питьевой водой неукоснительно соблюдается главный принцип — гигиенический подход к обоснованию безопасности и безвредности состава питьевой воды.
Питьевая вода должна быть благоприятной по органолеп-тическим свойствам, безвредной по химическому составу и безо-пасной в эпидемическом и радиационном отношении. При несоблюдении этих требований вода может стать фактором неблагоприятного влияния на здоровье человека. Возникновение некоторых эндемических заболеваний неинфекционной природы связано с химическим составом воды. Использование для питья воды, загрязненной промышленными стоками, содержащими потенциально опасные вещества, или же вымывание их из водовмещающих горных пород может приводить к появлению интоксикаций. Химическое загрязнение воды обычно не вызывает острых эффектов в отличие от микробного загрязнения, последствия которого могут быть немедленными и широкомасштабными. Наиболее ярко выражена роль воды в распространении кишечных инфекций: брюшного тифа, холеры, дизентерии Флекснера, гепатита А, гепатита Е, сальмонеллезов и др.
В системе обеспечения эпидемической безопасности питьевой воды большую роль играет ее обеззараживание реа-гентными и безреагентными методами. Одним из таких методов является широко известный метод озонирования, ко-
торый применяется для обеззараживания питьевой воды около ста лет. За это время озон зарекомендовал себя как надежный дезинфектант, обеспечивающий эффективное и надежное обеззараживание питьевой воды (С.Н. Черкинский, Н.Н. Трахтман, 1962, Р.Д. Габович, 1964, А.П. Ильницкий, А.Я. Хесина, С.Н. Черкинский, Л.М. Шабад, 1968, Н.Н. Таран, 1971, В.Ф. Кожинов, И.В. Кожинов, 1974, С. Gomel-la, 1972, E.W. Diaper, 1977).
Остаются нерешенными или спорными ряд вопросов, связанных с гигиеническим обоснованием режима озонирования и подготовкой питьевой воды. Разноречивы данные о зависимости эффективности озонирования от величины рН и температуры воды, нет единого мнения о необходимом времени действия озона (Б.П. Вахлер, 1965, S. Faroog, R.S. Engelbrecht, E.S.K. Chian, 1977, B.Z. Diamant, 1978, Legeron, 1977, 1978, 1979). Отдельными авторами высказывается мнение о возможности ухудшения бактериального состава озонированной воды в процессе ее хранения (Н.А. Русанова, В.А. Рябченко, A.M. Скидальская, 1973, В.А. Рябченко, Н.С. Андреева, Т.Б. Упра-нова, 1973, 1979, СМ. Palmer, 1962, К. Stalder, W. Klosterkot-ter, 1976, G. Luczak, M. Rubak, B. Ranke-Rubiska, 1980). При подготовке питьевой воды на водопроводах для определения наиболее надежных и экономичных параметров обеззараживания дозы реагентов подбираются экспериментальным путем в каждом конкретном случае, так как химический состав и физико-химические свойства воды поверхностных источников питьевого водоснабжения (основных по объему используемой воды) — непостоянны.
Опыт других наук позволяет предложить для изучения процесса озонирования метод математического планирования эксперимента с разработкой математической модели процесса (В.В. Налимов, Н.А. Чернова, 1965, В.В. Налимов, 1971). Данный метод дает возможность сократить время, затрачиваемое на экспериментальные исследования, позволяет в полной мере интегрировать комплексное влияние всех
факторов, к тому же действующих разнонаправленно, и получить оптимальные параметры процесса озонирования для воды конкретного качества.
Проведенные нами исследования являются продолжением обобщенной научной темы плана НИР І ММИ им. И.М. Сеченова "Гигиеническая и токсикологическая оценка новых химических веществ, реагентов и методов очистки питьевых и сточных вод, влияние на условия жизни и здоровье населения"; № гос. per. 81003290, 1985 г.
Целью работы явилось обоснование оптимальных условий процесса обеззараживания питьевой воды озоном и метода определения необходимой дозы озона с помощью математической модели процесса озонирования.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Получить новые и расширить имеющиеся данные о влиянии физико-химических свойств воды и условий озонирования на эффективность обеззараживания ее озоном.
-
Определить последствия воздействия озона на актив-ностьнекоторых ферментов (дегидрогеназ, декарбоксилаз, оксидаз), ДНК и ультраструктуру бактериальных клеток.
-
С учетом бактериологических, биохимических и морфологических исследований разработать математическую модель процесса озонирования и апробировать ее в производственных условиях.
-
Разработать методику прогнозирования результатов обеззараживания питьевой воды озоном.
-
Разработать методику определения расчетным способом оптимальной дозы озона, обеспечивающей эпидемическую безопасность воды.
При изучении многофакторного процесса обеззараживания воды с помощью математического моделирования в бактериологических экспериментах было показано значительное преимущество данного метода перед традиционными, основанными на искусственном вычленении в эксперименте отдельных факторов.
Определена значимость факторов, влияющих на результат обеззараживания, выявлены парные взаимодействия факторов и их влияние на эффективность озонирования.
Впервые создана математическая модель, адекватно описывающая процесс озонирования питьевой воды в натурных условиях.
Оценка эффективности озонирования питьевой воды известного состава с помощью разработанной математической модели.
Разработана методика прогнозирования результатов озонирования с заданными дозой озона и временем его введения для воды известного качества.
Разработана методика определения расчетным способом оптимальной дозы озона, обеспечивающей эпидемическую безопасность воды с заданными характеристиками.