Введение к работе
Актуальность проблемы. С ростом численности населения, интенсификацией процессов урбанизации и индустриализации возрастают масштабы производственной деятельности, что обусловливает решение одной из актуальных проблем - оптимизации взаимодействия человека и природы, направленное не только на сохранение, но и на улучшение состояния окружающей среды, а также на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия человека (Русаков Н.В., Крятов И.А., 2004).
На этом фоне повсеместное развитие и наращивание темпов производства вкупе с непременной, продиктованной совершенствованием науки и техники, сменой приоритетных моделей использования природных ресурсов влечёт за собой необходимость коррекции существующих подходов к оценке безопасного использования осадков сточных вод.
В развитых странах в среднем на одного жителя в год образуется порядка 20 кг сухого вещества осадка (или около 50 г на человека в сутки), а в расчёте на городского жителя эта цифра увеличивается до 25 кг сухого вещества (по данным ВОЗ, 2005). В связи с этим актуальность проблемы утилизации получаемого осадка различными методами и оценка его безопасности не может вызывать сомнений.
Следует отметить, что из основных приемлемых методов рационального применения осадка сточных вод термическая обработка (сжигание) выделяется крайне неблагоприятным влиянием не только на приземный слой атмосферы, но и на окружающую среду в целом, либо необходимостью привлечения значительных финансовых средств для организации комплекса мероприятий по очистке воздуха от продуктов сгорания (Мирный А.Н., 1998). Образующиеся золошлаковые отходы поступают в итоге в почву, тем самым образуя потенциально опасные источники негативного влияния на среду обитания и здоровье человека (Богатырёв СМ., Жукова Л.А., 1999).
Существует также и такой способ утилизации, как сбрасывание в моря и океаны, недостатками которого являются невозможность повсеместного
4 применения и неизбежная связь с решением ряда сложных эколого-гигиенических проблем (Ellen Z. Harrison, Summer Rayne Oakes, 2002).
В то же время почва является средой, наиболее пригодной для размещения осадков сточных вод, а их использование в качестве удобрений на сельскохозяйственных угодьях способно не только обеспечивать качественную утилизацию, но и попутно решать проблему снижения плодородия почв в связи с излишней минерализацией гумуса в условиях недостаточного внесения веществ органического ряда при интенсификации земледелия (Русаков Н.В., Крятов И.А., Тонкопий Н.И., 2004).
Компостирование бытового мусора и осадка сточных вод за рубежом рассматривается как важный элемент стратегии повторного использования отходов. Наиболее широко указанный способ переработки применяется в густонаселённых развитых странах, где остро стоят проблемы охраны окружающей среды и ощущается дефицит природных ресурсов - Нидерландах, Австрии, Бельгии, Франции, Японии, США и многих других (David L. Lewis, David К. Gattie, Marc E. Novak, Susan Sanchez, Charles Pumphrey, 2002) и в значительной степени стал использоваться последние 20 лет на территории РФ (Русаков Н.В., Крятов И.А., 2004).
В настоящее время условия применения и обращения с осадками сточных вод на территории Российской Федерации регламентируют два основных документа, позволяющие в определенной степени исключить отрицательное воздействие на среду обитания и здоровье человека - это ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 «Требования к составу и свойствам осадков сточных вод при их использовании в качестве удобрений», акцентирующий внимание, в основном, на агрохимических и агропочвенных вопросах, и СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения», определяющий требования к качеству сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения земель, выбору территории земледельческих полей орошения и осуществлению контроля за их эксплуатацией. При этом до сих пор остаются открытыми гигиенические вопросы безопасного обращения с
5 существенно индивидуальными по своему химическому составу осадками сточных вод, являющимися до настоящего времени новыми и пока малоизученными удобрениями.
До настоящего времени не существует комплексного подхода к санитарно-гигиенической оценке применения осадка сточных вод в качестве удобрения: с учётом степени загрязнения тяжёлыми металлами, основными видами паразитов, степени антропогенного влияния осадков сточных вод на микробный биоценоз агроландшафта, активно участвующий в биохимических процессах трансформации природных соединений, которые являются основным механизмом поддержания гомеостаза, с учетом фитотоксичности осадка, биотоксичности (влияния на простейшие организмы), а также не изучено токсическое действие осадка в условиях острого и подострого экспериментов на животных, раздражающее и сенсибилизирующее действие, суммарная мутагенная активность, радиологические характеристики.
В связи с этим целью работы являлось научное обоснование санитарно-гигиенических требований к безопасному обращению с осадками промышленно-бытовых сточных вод и возможности их использования в качестве удобрения на сельскохозяйственных угодьях.
Для решения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
-
Провести комплексную эколого-гигиеническую оценку осадка сточных вод и установить класс опасности.
-
Дать оценку качества осадка сточных вод Курьяновской станции аэрации (в различные годы) и определить основные индикаторные показатели, определяющие степень опасности.
-
Научно обосновать гигиенические требования к осадкам сточных вод, исключающие негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека.
-
Установить степень эффективности и безопасности для окружающей среды и человека ряда технологий по улучшению качества осадка сточных вод.
Научная новизна
Получены новые санитарно-гигиенические, микробиологические, паразитологические, токсикологические, радиологические данные, позволяющие усовершенствовать гигиенические регламенты и требования безопасного применения осадка сточных вод.
Впервые с гигиенической позиции обоснованы требования к технологии утилизации методом размещения в почве осадка сточных вод, прошедших современные методы очистки, включая обработку овоцидными препаратами, термофильное сбраживание и механическое обезвоживание илов.
Научно обоснованы гигиенические принципы и критерии оценки степени опасности осадков сточных вод, учитывающие физико-химические, микробиологические, паразитологические, токсикологические параметры, а также влияние на тест-объекты, сенсибилизирующее действие, мутагенную активность, радиологические показатели.
Разработан и научно обоснован алгоритм проведения экспериментальных исследований по обращению с осадками сточных вод, учитывающий необходимость (в зависимости от использовавшихся при очистке и обезвреживании методов и технологий) проведения исследований, направленных на выявление значимых контаминантов и предотвращение превышения безопасных уровней при размещении осадка в почве.
Практическая значимость
- Разработаны гигиенические принципы и рекомендации по безопасному
применению осадка сточных вод и критерии его оценки, исключающие негативное
влияние на среду обитания и здоровье человека.
Проведена гигиеническая оценка эффективности и безопасности технологий, направленных на снижение опасности сточных вод для окружающей среды и здоровья человека.
Материалы работы использованы в подготовке проекта пересмотра действующих санитарных правил (СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические
7 требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения»).
- Результаты, полученные при проведении экспериментов в рамках данной работы, применяются в работе филиала ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Московской области» в г. Домодедово, Ленинском районе (сведения о внедрении №1013а-1 от 15.10.2009 г) и Курьяновской станции аэрации.
Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации доложены на: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (г. Рязань, 29-31 мая 2007 г.); IV Международной конференции по медицинским отходам «Современные технологии безопасного обращения с медицинскими отходами» (г. Москва, 2 октября 2007г.); Российской научно-практической конференции «Проблемы обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений» (г. Москва, 14-16 марта 2009 г.); научно-практических семинарах «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления» и «Правила сбора, хранения, обезвреживания и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений» (г. Москва, 2006-2009 гг.).
Основные положения, выносимые на защиту
-
Эколого-гигиеническая оценка осадка промышленно-бытовых сточных вод и оценка эффективности и безопасности ряда современных технологий по улучшению качества осадка сточных вод.
-
Научное обоснование гигиенических принципов и критериев безопасности применения и использования осадков сточных вод.
-
Алгоритм постановки и проведения экспериментальных исследований по оценке степени опасности и обоснованию безопасного применения осадка сточных вод.
Личный вклад автора составил более 80%. Работа выполнена в лабораториях гигиены почвы и физико-химических исследований НИИ ЭЧ и ГОС им. А. Н. Сысина РАМН. Ряд исследований проведен совместно с сотрудниками испытательного лабораторного центра филиала ФГУЗ «Центр гигиены и
g эпидемиологии в Московской области» в г. Домодедово, Ленинском районе, а также лабораторий биохимии, цитогистологии, иммунологии, генетического мониторинга НИИ ЭЧ и ГОС им. А. Н. Сысина РАМН, и Аналитическим сертификационным испытательным центром Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья имени Н.М. Федоровского (АСИЦ ВИМС), испытательным лабораторным центром «Биотест» Института медицинской паразитологии и тропической медицины имени Е.И. Марциновского ГОУ ВПО ММА имени И.М. Сеченова.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в т.ч. 2 рекомендованы ВАК.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, приложений. Текст изложен на 148 страницах машинописи, содержит 4 рисунка, 18 таблиц, 11 приложений. Библиография включает 138 источников, в том числе 34 - иностранных авторов.
Похожие диссертации на Научное обоснование гигиенических принципов и критериев безопасного использования осадков сточных вод
