Содержание к диссертации
Введение
1. Гигиенические проблемы отведения и очистки сточных вод населенных мест
1.1. История развития и современное состояние системы водоотведения в Санкт-Петербурге 9
1.2. Гигиенические аспекты охраны труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства 12
1.3. Биологический фактор сточных вод и здоровье работающих 20
2. Программа, объекты, методы и объем исследований
2.1. Программа и объекты исследований 25
2.2. Методы и объем исследований 27
3. Гигиеническая характеристика технологии отведения и очистки сточных вод г.санкт-петербурга
3.1. Санитарно-гигиеническая оценка основных этапов отведения и очистки сточных вод 39
3.2. Гигиеническая характеристика технологических процессов обработки и утилизации осадков сточных вод 54
4. Санитарно-гигиеническая оценка условий труда в основных цехах станций биологической очистки
4.1. Характеристика трудовой деятельности рабочих основных профессий 61
4.2. Оценка параметров микроклимата 62
4.3. Анализ производственного шума 66
4.4. Анализ производственной вибрации 70
4.5. Анализ содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны 73
4.6. Оценка уровней освещенности 80
4.7.Оценка тяжести и напряженности трудового процесса 83
4.8. Санитарно-микробиологическая характеристика воздуха рабочей зоны и технологического оборудования 86
4.9.Комплексная оценка условий труда 94
5. Комплексная санитарно-гигиеническая оценка биологически очищенных сточных вод и осадков станций биологической очистки
5.1. Сравнительная оценка эффективности обеззараживания биологически очищенных сточных вод и иловых осадков различными методами 98
5.2. Токсиколого-гигиеническая оценка биологически очищенных сточных вод и иловых осадков в условиях эксперимента.
5.2.1. Изучение биологического действия сточных вод в токсикологическом эксперименте 106
5.2.2. Изучение местного раздражающего и кожно-резорбтивного действия сточных вод и иловых осадков 112
5.2.3. Изучение сенсибилизирующего и аллергенного действия сточных вод и иловых осадков 117
5.2.4.Изучение отдаленных эффектов сточных вод 123
Заключение 124
Выводы 134
- Гигиенические аспекты охраны труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства
- Гигиеническая характеристика технологических процессов обработки и утилизации осадков сточных вод
- Анализ содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны
- Токсиколого-гигиеническая оценка биологически очищенных сточных вод и иловых осадков в условиях эксперимента.
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема охраны здоровья работающего населения в настоящее время приобрела особую актуальность в связи с неблагоприятной социальной и экологической ситуацией стране (Н.Ф.Измеров,2001; В:Г.Артамонова;2002; Г.Г.Онищенко,2003). В решениях состоявшегося в ноябре 2002 года в Москве I Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье» подчеркнута необходимость объединения усилий ученых и практиков для решения проблемы сохранения здоровья рабочих и служащих, как основы социального и экономического процветания государства.
Проблемы безопасности персонала, обслуживающего системы водоотве-дения и водоочистки городских сточных вод до настоящего времени остаются малоизученными. В отечественной и зарубежной литературе имеются единичные публикации по данному вопросу. В частности приводятся данные о распространении инфекций среди работников станций биологической очистки (СБО) (Laitinen,1994). Kreuznach (1995) установил факт интенсивного размножения термофильных и термотолерантных плесневых грибов, которые могут вызывать тяжелые инфекции у рабочих с иммунодефицитными состояниями. СБО являются сложными в эколого-гигиеническом отношении объектами, представляющими опасность не только для персонала станций, но и для населения близлежащих районов (В.Н. Масычев,1999).
Городские сточные воды представляют собой сложную многокомпонентную смесь хозяйственно-бытовых, ливневых и промышленных стоков, содержат значительные количества не только микроорганизмов, но и химических веществ различного класса опасности (Г.П.Зарубин, 1977; А.А.Королев, 1986). Все это формирует токсикологическую и эпидемиологическую опасность для персонала СБО. Тесный контакт работающих со сточной жидкостью и осадками сточных вод может вызывать кожно-резорбтивные, местно-раздражающие эффекты, сенсибилизировать организм, способствовать рас-
5 пространению гельминтозов, а также инфекционных заболеваний (Бобров О.Г.,1986).
Сложной в эколого-гигиеническом отношении остается проблема обработки и утилизации осадков сточных вод. Имеющиеся в литературе сведения, преимущественно зарубежных авторов, не достаточно систематизированы, отрывочны и не решают проблем эколого-гигиенической безопасности подобного рода технологий. До настоящего времени мало изучены микроклиматические, физические, химические и, особенно, биологические факторы на рабочих местах сооружений водоотведения и водоочистки сточных вод.
Все это определило необходимость проведения комплексных эколого-гигиенических исследований, направленных на решение проблемы гигиенической безопасности технологий отведения и очистки городских сточных вод.
Работа является фрагментом научных исследований, выполняемых Санкт-Петербургской государственной медицинской академией им. И.И.Мечникова по федеральной программе «Научные основы гигиены окружающей среды», тема «Совершенствование системы показателей социально-гигиенического мониторинга в условиях территориально- промышленного комплекса» (номер регистрации 019600011530).
Цель исследования - дать гигиеническую оценку современной технологии водоотведения и водоочистки городских сточных вод и обосновать профилактические мероприятия по обеспечению безопасности персонала.
Задачи исследования;
Дать эколого-гигиеническую оценку основных этапов технологии отведения и очистки сточных вод г.Санкт-Петербурга.
Дать гигиеническую характеристику технологии обработки и утилизации осадков сточных вод.
Изучить условия труда персонала на сооружениях водоотведения и водоочистки сточных вод.
Дать санитарно-микробиологическую характеристику воздушной среды и технологического оборудования основных цехов станций биологической очистки.
Провести токсиколого-гигиеническую оценку сточных вод и осадков и обосновать критерии их обеззараживания:
Обосновать основные направления оздоровительных и профилактических мероприятий.
Научная новизна. Впервые разработана и апробирована методология комплексной оценки условий труда персонала сооружений биологической очистки сточных вод; дана оценка условиям формирования и отведения хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод Санкт-Петербурга, особенностям технологии их очистки, условиям труда персонала, контактирующего со сточными водами и их осадками на различных этапах обработки.
Получены новые данные о факторах риска производственной среды на станциях биологической очистки, химическом и бактериологическом составе сточных вод и иловых осадков, санитарно-микробиологической характеристике воздушной среды и технологического оборудования основных цехов, токсичности и опасности очищенных сточных вод и осадков.
Обоснованы критерии обеззараживания сточных вод и осадков и мероприятия по обеспечению гигиенической безопасности персонала, обслуживающего объекты водоотведения и водоочистки.
Практическая значимость. Разработана программа комплексного изучения условий формирования производственной среды на сооружениях водоотведения и водоочистки городских сточных вод, включающая взаимосвязанные и взаимодополняющие натурные и экспериментальные исследования.
По результатам оценки условий труда и трудовой деятельности даны рекомендации по их оптимизации, в том числе по профессиональному гигиеническому обучению и аттестации.
. 7
Полученные материалы по санитарно-бактериологической и санитарно-химической характеристике сточных вод и осадков использованы для обоснования условий применения новых реагентов на основе титана в системах водоочистки (санитарно-эпидемиологическое заключение №77.99.262. Д. 007207.10.02) и технических условий «Титановый коагулянт» (ТУ 262212-001-54315255-01).
Результаты исследований используются в деятельности НИИ охраны труда, ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга», центров Госсанэпиднадзора в г.Санкт-Петербурге, учебном процессе кафедры производственной и окружающей среды СПбГМА им. И.И.Мечникова, кафедры медицинской экологии МАЛО.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: конференции с международным участием «Медико-биологические и эколого-гигиенические проблемы оценки и прогнозирования воздействия факторов окружающей среды» (Санкт-Петербург, 1998); региональных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Проблемы санитарно-эпидемиологического благополучия населения Северо-Западного и других регионов Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 1997); «Проблемы теории и практики укрепления общественного и индивидуального здоровья в современных условиях» (Санкт-Петербург, 1999); «Молодежь и медицинская наука на пороге XXI века» (Киров,2001); «Актуальные вопросы санитарной микробиологии» (Санкт-Петербург,2003); юбилейных научно-практических конференциях, посвященных: 60-летию Госсанэпидслужбы Республики Коми (Сыктывкар, 1997); 100-летию со дня рождения Е.Ц.Андреевой-Галаниной (Санкт-Петербург, 1998); памяти заслуженного деятеля науки Российской Федерации Г.В.Селюжицкого (Санкт-Петербург,2002); расширенном заседании гигиенических кафедр и проблемной комиссии «Гигиена и первичная профилактика заболеваний» СПбГМА им.И.И.Мечникова МЗ РФ (апрель 2003г.)
Публикации. По материалам исследования опубликовано 13 печатных работ, в том числе 6 в центральной печати.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, описания методов и объема исследований, собственных исследований, изложенных в 3 главах, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографии и приложений. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, библиографический указатель включает 193 отечественных и 53 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 39 таблицами и 8 рисунками.
Основные положения, выносимые на защиту.
Алгоритм комплексной эколого-гигиенической оценки технологии отведения и очистки городских сточных вод включает характеристику водоот-водящих сетей и сооружений на них, процессов обработки и утилизации осадков, условий труда рабочих, санитарно-токсикологический эксперимент и обоснование критериев обеззараживания сточных вод и осадков.
Комплексная санитарно-гигиеническая оценка условий труда на основных рабочих местах станций биологической очистки позволила отнести их к 3 степени 3 класса (вредные), что преимущественно определяется влиянием биологического фактора.
Применяемые методы обработки сточных вод и осадков не обеспечивают их эпидемиологическую безопасность. Хлорирование биологически очищенных сточных вод сопровождается дополнительным образованием хло-рорганических соединений, обладающих отдаленными эффектами. К экологически безопасным методам обеззараживания, как сточных вод, так и осадков следует отнести радиационный метод.
Гигиенические аспекты охраны труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства
Гигиенической оценке условий труда и состояния здоровья работающих при эксплуатации объектов водоотведения и водоочистки посвящены единичные работы. С.Г.Позин и Б.А.Вилисов (1989) изучали условия труда в цехе обезвоживания осадка Минской станции аэрации и их влияние на состояние здоровья работающих. Установлено, что все технологические процессы в цехах обезвоживания осадка механизированы, за исключением восстановления пропускной способности, фильтрующей ткани вакуум-фильтров. На этом процессе занято около 50% рабочих, которые обрабатывают вакуум-фильтры 8-10% раствором ингибированной соляной кислоты. Их работу авторы отнесли к категории работ средней тяжести. Кроме того рабочие подвергаются воздействию влаги и ряда химических веществ: соединений хрома, хлористого водорода, аммиака, сероводорода, двуокиси углерода, метана, метанола, а также неудовлетворительных микроклиматических условий. Рабочие цеха обезвоживания осадка очистных сооружений жаловались на неприятный запах, зуд, высыпания в виде крапивницы, головные боли, усталость к концу смены. При осмотре у 10,7% рабочих выявлена мелкая сыпь, частично на груди и особенно на предплечьях. Эти высыпания отмечаются преимущественно после поступления на работу в течение 1-3 недель. Исходя из анализа заболеваемости, условий труда в сопоставлении со специфическими особенностями при выполнении отдельных производственных операций, С.Г.Позин и соавт.(1989) делают заключение, что комплексное воздействие производственно-профессиональных факторов в цехах обезвоживания осадков способствуют формированию патологии желудочно-кишечного тракта, кожи, подкожной клетчатки и периферической нервной системы. В канализационных колодцах, выгребных и навозных ямах, в заброшенных шахтах под влиянием гниения серусодержащих органических веществ может накапливаться газ, содержащий сероводород в концентрациях до 4%. Сероводород является основным токсическим компонентом такого газа и определяет клинические признаки отравления.
Вдыхание газообразного сероводорода приводит к смерти вследствие паралича дыхательного центра (А.Н.Каргин, И.Б.Холодов, 1990; C.H.Thienes, T.J. Haley, 1972; R.J. Henkin,1974); порог острого ингаляционного отравления находится между 700 и 1000 мг/м3(продолжительность воздействия не была указана). Воздействие концентраций 1400-2100 мг/м3 вызывает гибель в течение 30 минут; концентрации выше 2800 мг/м приводят к немедленной смерти; Прогрессивное развитие симптомов включает внезапное утомление, головокружение, сильное беспокойство, утрату обоняния, коллапс, остановку дыхания и смерть. «Обонятельный паралич» препятствует обнаружению сероводорода в концентраци-ях выше 225 мг/м (S.J.Booras,1974). В концентрациях 0,12 мг/м сероводород вызывает психическую депрессию; концентрации 1,5-43 мг/м3 вызывают коньюнктивит и нарушения зрения (S.J.Booras,1974). Концентрации 70-700 мг/м3 вызывают хроническую интоксикацию, выражающуюся психическими нарушениями, головокружением, расстройством сна, тахикардией, кашлем и рвотой (T.E.Acree,1972; R.J.Henkin, 1974). Метан, как и другие гнилостные газы, накапливается в канализационных колодцах, силосных ямах. В смеси с воздухом взрывается, концентрационные пределы воспламенения составляют 3,8-15%(по объему). Токсическое действие определяется главным образом недостатком кислорода. (H.Francois et all.,1970; И.В.СаноцкийД967). Случаи острого отравления человека редки. Накопление метана в воздухе до 25—30% сопровождается отчетливыми признаками кислородного голодания: учащение пульса, увеличение объема дыхания, ослабление внимания, нарушение координации движений. При концентрации газа 80—90% уже после 5—6 вдохов наступает потеря сознания с исчезновением всех рефлексов (В.Г.Дейнега, 1975; Р.И.Новикова, В.И.Черний,1988; А.А.Ломова и со-авт.,1977). Отравления углекислым газом возможны при работах по очистке канализационных и водопроводных.труб, в смотровых колодцах водопроводной сети (до 11—24% СОг, описаны смертельные отравления), в выгребных ямах (вместе с H2S, NH3 и др.) Вдыхание воздуха с 0,25—1% С02 сопровождается изменением функции внешнего дыхания и кровообращения; 2,5—5% С02 вызывает головную боль, раздражение верхних дыхательных путей, чувство тепла в груди, увеличение легочной вентиляции за счет учащения и углубления дыхания, учащение сердцебиений, повышение кровяного давления (И.С.Бреслав, Е.Д.Салацинская,1967; О.В.Елисеева;1966). При 7% С02 и выше к этому присоединяются потливость, шум в ушах, учащение сердцебиений, головокружение, возможны психическое возбуждение, рвота, снижение температуры тела, нарушения зрения (темновой адаптации, аккомодации, светобоязнь), проявления поражения головного и спинного мозга (И.И.Маликман и соавт.,1971; A.Freedman, D.Sevel,1966). При высоких концентрациях С02 наступает смерть от остановки дыхания (при 20% через несколько секунд), обычно без судорог или при очень слабых судорогах. Сердечная деятельность продолжается и после остановки дыхания. Аммиак обладает удушливым запахом и едким вкусом. Порог обонятельного ощущения 0,5-0,55 мг/ м3. Специфических эффектов при поступлении аммиака в организм в литературе не описано — при ингаляционном поступлении газообразный аммиак проявляет себя как раздражающий яд (А.В. Михайлов и соавт.,1969). Острое отравление газообразным аммиаком характеризуется клинической картиной различной тяжести, варьирующей от простого раздражения слизистых оболочек до внезапной смерти на месте несчастного случая (Н.Н. Литвинов и соавт.,1995; Р. Лудевиг, К. Лос,1983). При концентрации 0,012-—0,07 г/м3 обнаруживается характерный запах, появляется головная боль, кашель; возможен отек слизистых оболочек гортани и трахеи (ВВ. Иванов, А.Ф. Нестеренко, 1994).
При отравлении средней тяжести( 0,07—0,7 г/м3) симптоматология тесно связана с разъедающим действием аммиака на поверхности, подвергаю- щиеся химической агрессии. При этом отмечаются кровянистые выделения из носа, затруднение речи, дыхания и кашля, обильная слезоточивость и гиперемия конъюнктив (Б.Н.Варава,1994; Г. Могош,1983). Высокие концентрации вызывают( 0,71—1,50 г/м3) боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, боли в. желудке, рвоту, задержку мочи, тетанические судороги. Тяжелое отравление протекает на фоне резкого уменьшения легочной вентиляции, острой эмфиземы легких, увеличения печени, ацидоза. Наблюдаются резкие расстройства дыхания и кровообращения; в ближайшие часы (иногда в первые минуты) после отравления может наступить смерть от сердечной слабости или остановки дыхания в фазе вдоха при спазме голосовой щели (рефлекс тройничного нерва). Возможен химический ожог глаз и верхних дыхательных путей (Н.В.Лазарев,1977; Вредные вещества в окружающей среде). В затянувшихся случаях могут развиться также массивные пневмонии, иногда геморрагического характера (В.А.Путилин,1994). При воздействии аммиака в течение 30 мин (1,75-3,15 г/м )смертельный исход из-за остановки дыхания (А.К.Чернышов,1965), мгновенная смерть наступает при концентрации 3,5 г/м3 и более (Е.М. Тареев, А.А. Безродных, 1968; З.И.Хата,1990) Использование хлора и его производных для обеззараживания сточных вод сопряжено со значительной концентрацией его на предприятиях водоснабжения и канализации, где в аварийных ситуациях возможно повреждение емкостей с хлором, возникновение массовых поражений Обязательным проявлением ингаляционного поражения хлором является ирритативный бронхоспастический синдром, относительно велика частота токсической кардиомиопатии. Течение острых токсических пневмоний от воздействия газообразного хлора характеризуется скудной клинической симптоматикой, субфебрильной температурной реакцией, достаточно быстрым об- ратным развитием клинических симптомов (А.А. Хадарцев, В.А. Пуга-нов,1982). При высокой концентрации хлора и длительной экспозиций в клинической картине тяжелого поражения доминирует картина острого отека легких (Ю.И: Филинов,1971; Г.И. Дорофеев и соавт., 1971). Высказывалось мнение;о механизме развития отека легких по типу отека Квинке (Е.И. Фрей-фельд, 1947). Это положение совпадает с имеющимися сведениями о значительной роли иммунологических механизмов в патогенезе поражения хлором (Р.А. Исаева; Б.А. Садыков,1976).
Гигиеническая характеристика технологических процессов обработки и утилизации осадков сточных вод
После механической очистки в : пробах воды из первичных отстойников наблюдается значительное снижение индексов ЛКП, наиболее вероятный ин-тервал значений которых составляет 1,8 10 -1,7 10 кл/л, несколько меньшее снижение количества энтерококков (наиболее вероятный интервал 4,5 106-5,3 10 кл/л) и некоторое увеличение количеств бактериофагов к сапрофитных бактерий, которое по-видимому, связано с десорбцией микроорганизмов с поверхности твердых частичек содержащихся в самой сточной воде. На данном этапе очистки сточных вод отмечается также существенное снижение частоты находок сальмонелл. После нахождения более 6 часов в аэротенках и вторичных отстойниках биологически очищенные сточные воды характеризуются следующим составом : наиболее вероятный интервал значений индексов ЛКП составляет 1,8 10б -4,8 106 кл/л, индексов энтерококков 6,5 105 -2,2 106 кл/л, количество сапрофитных бактерий, вырастающих при 37С, наиболее вероятно будет находится, в интервале 1,3 104 -3,0 104 кл/мл, а количество бактериофагов - 1,9 104-3,5 104БОЕ/л. В биологически очищенных сточных водах, по сравнению с пробами воды после механической очистки, отмечено возрастание частоты находок сальмонелл, что, вероятно, связано их размножением в аэротенках (табл.3.5.). Несмотря на то, что после прохождения всего цикла очистки наблюдается существенное (до 99,5%) снижение уровня микробного загрязнения сточных вод, качество биологически очищенных стоков не соответствует нормативным требованиям СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». Значительная частота находок патогенных микроорганизмов (сальмонелл) подтверждает эпидемиологическую опасность воды поступающей в Невскую губу, которая является не только водоемом, используемым в рекреационных целях, но и источником централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения города Кронштадта. Проблема обработки и утилизации осадков, образующихся в процессе очистки сточных вод населенных пунктов относится к числу наиболее сложных экологических проблем. Уловленные на ЦСА и ССА осадки содержат практически все вещества, входящие в Периодическую систему элементов Д.И.Менделеева. Однако, 60-70% твердой фазы осадков составляют органические соединения. Утилизация осадков городских сточных вод сопряжена с целым рядом эколого-гигиенических проблем, требует внедрения» сложных технологий, значительного количества реагентов И Со сточными водами по системе общесплавной канализации на станции аэрации поступает большое количество химических веществ от промышленных предприятий, в том числе вещества 1-го и 2-го класса опасности.
Концентрируясь в осадках и активном иле при обработке осадка, они делают его опасным и исключают возможность использования во многих отраслях хозяйства. Однако, основными экотоксикантами, содержащимися в осадках очистных сооружений являются тяжелые металлы (табл. 3.6.). Прослеживается зависимость степени загрязнения осадков от бассейна канализования. Так, в осадках ЦСА регистрируются значительные уровни загрязнения хромом, медью, кобальтом, никелем, свинцом. Осадки ССА характеризуются максимально высокой концентрацией кадмия. В соответствии с «Методическими рекомендациями по определению класса токсичности промышленных отходов №4286-87» осадки ЦСА и ССА относятся к 4-му классу опасности. Необходимо отметить чрезвычайно низкое содержание в осадках подвижных форм металлов (2-5%), в то время как в почвах Санкт-Петербурга подвижные формы составляют не менее 7-12%. Это обстоятельство, вероятно, характеризует достаточно прочные химические связи тяжелых металлов в субстрате осадков. Осадки сточных вод как ЦСА, так и ССА интенсивно обсеменены микроорганизмами, содержат яйца гельминтов и вирусы (табл.3.7.). Практически в каждой исследуемой пробе осадков, отобранных как на ЦСА, так и на ССА, были обнаружены жизнеспособные яйца гельминтов. Уровень химического и бактериального загрязнения осадков городских канализационных сооружений города определяет высокую степень их эпидемиологической и токсикологической опасности, как для персонала станций, так и для населения, требует особого подхода к режиму и способам их утилизации. Учитывая большие количества образующихся на станциях аэрации г.Санкт-Петербурга осадков, проблема их утилизации является одной из наиболее сложных и актуальных экологических проблем. Обработка уловленных осадков включает их подготовку к обезвоживанию; собственно обезвоживание, сжигание или; складирование (захоронение). Схема обработки осадков имеет свои особенности на разных станциях. Так, на ЦСА смесь осадка первичных отстойников и уплотненного актив-ного ила в количестве 5000 м /сутки с влажностью 95,6% обезвреживается на центрипрессах. Для интенсификации процесса обезвоживания используется 0,15%-ный раствор флокулянта. Обезвоженный осадок (кек) после центрипрес-сов перекачивается по закрытым трубопроводам в печи для сжигания. Фугат сбрасывается во внутреннюю канализацию и поступает в «голову» очистных сооружений. Применение технологий сжигания уменьшает объем осадков в 10-12 раз, отпадает необходимость складирования осадка на полигонах. Использование передовых технологий обработки осадков, в частности внедрение элементов замкнутых систем (повторное использование фугата, промывных вод), не только уменьшает возможность контакта работающих с загрязненными осадками и сточными водами, но и снижает нагрузку на окружающую среду. Сжигание осадка в печах с «кипящим» слоем кварцевого песка, очистка отходящих газов на электрофильтрах, в колоннах кислой и щелочной промывки позволяет довести качество очищенных газов до требований международных стандартов. Менее совершенна система обработки осадка на ССА.
Отбросы с решеток (до 2 м3/сутки) дезинфицируются хлорной известью и вывозятся на полигон твердых бытовых отходов. Осадки из песколовок, содержащие 96-97,5% песка, гидроэлеваторами подаются на песковые площадки, где подсушиваются и используются для обваловки территории станции. Избыточный ил, уплотненный до влажности 96,5-97%, поступает в цех обработки осадка, где обезвоживается на центрифугах до влажности 80-82%. Обезвоженный кек подается в бункеры накопители и вывозится специальным транспортом на полигон. Складирование осадков сточных вод на полигонах создает большие эко-лого-гигиенические проблемы. Не имея сбыта, осадки в больших количествах накапливаются на полигонах, загрязняют атмосферный воздух, почву, компоненты их активно мигрируют в грунтовые воды. Из-за трудностей размещения новых площадок с 1980-х годов началась организация высоконагруженных полигонов, что обостряет проблему защиты окружающей среды. Учитывая, что осадки ССА содержат значительное количество токсикантов, патогенную флору, вирусы и яйца гельминтов, они представляют несомненную опасность для здоровья персонала станций, непосредственно контактирующего с ними в процессе их обработки и транспортировки. Любой способ утилизации осадков требует, на наш взгляд, их предварительного обеззараживания, либо компостирования. трудовой деятельности рабочих основных профессий Как было сказано ранее, к основным цехам станций аэрации относятся главная насосная станция, цех механической очистки, цех биологической очистки и цех обработки осадка. Главную насосную станцию обслуживают машинисты насосных установок, которые производят пуск и останов насосов, осуществляют контрольные осмотры и в случае необходимости регулировку технологических агрегатов, систем технической воды, трубопроводов и арматуры. Кроме того, они вместе со слесарями участвуют в профилактическом и текущем ремонте оборудования, подтягивают сальники, смазывают подшипники электродвигателей и насосных агрегатов. Трудовая деятельность связана с постоянным перемещением - до 70% рабочей смены - по всем отметкам главной насосной станции, однако наиболее часто осуществляется контроль работы электродвигателей насосов в сухом отделении, а также непосредственно насосов и решеток в мокром отделении.
Анализ содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны
Анализ содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны Как видно из представленных данных (табл. 4.7.- 4.8.), в воздух рабочей зоны основных цехов Центральной и Северной станций аэрации поступает целый комплекс вредных химических веществ. Однако при этом содержание отдельных соединений не превышало своих предельно допустимых концентраций по ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Данное обстоятельство можно, по нашему мнению, объяснить большими объемами производственных цехов и, следовательно, высокой степенью разбавления поступающих в воздушную среду химических веществ. Кроме того, в основных цехах по переработке сточных вод имеется большое количество технологических проемов, через которые постоянно осуществляется воздухообмен. Тем не менее, при сопоставлении концентраций химических веществ, присутствующих в воздушной среде аналогичных рабочих; мест разных станций отмечаются несколько более высокие уровни на Северной станции аэрации, что, как ранее было указано, мы связываем с использованием более производительного технологического оборудования. При анализе концентраций химических веществ в пределах отдельных цехов более высокие концентрации определялись в отделениях, особенно мокром, главных насосных станций и цехах механической очистки, что объясняется, на наш взгляд, поступлением в данные цеха концентрированных сточных вод из закрытых коллекторов. 4.6. Оценка искусственной освещенности рабочих мест Анализ искусственной освещенности, проведенный в соответствии со СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», позволил установить, что на большинстве рабочих мест уровни данного фактора не соответствовали нормативным величинам. К примеру, на рабочих местах машинистов насосных установок мокрых отделений у решеток минимальные значения искусственной освещенности составили 13 люксов на Центральной и 10 люксов на Северной станциях аэрации (табл. 4.9.- 4.10.). Также недостаточными были и средние величины данного показателя на рабочих местах операторов цеха обработки осадка у насосов на ЦСА - 20 люксов и ССА - 35 люксов; операторов на центрипрессах ЦСА - 25 люксов.
В то же время уровни искусственной освещенности операторов центральных пультов управления обеих станций соответствовали нормативным величинам. Необходимо отметить, что недостаточная освещенность рабочих мест кроме высокого напряжения зрительного анализатора может обусловить и повышенные уровни производственного травматизма. 4.7. Оценка тяжести и напряженности трудового процесса С целью определения тяжести и напряженности трудового процесса работающих нами использовался как хронометражный метод, так и метод экспертных оценок. Кроме того, были проведены инструментальные замеры по общепринятым методикам. При проведении санитарно-гигиенической оценки условий труда было установлено, что тяжесть трудового процесса машинистов и операторов станций биологической очистки сточных вод не является одним из ведущих неблагоприятных факторов. При этом данный фактор оценивался по следующим параметрам: физическая динамическая нагрузка, статическая нагрузка, масса поднимаемого и перемещаемого вручную груза, количество стереотипных рабочих движений за смену. Также анализировалась рабочая поза, перемещение в пространстве и количество наклонов корпуса в течение смены. Как следует из итоговых таблиц № 4.11.-4.12., по показателям тяжести трудового процесса рабочих аналогичных профессий не наблюдалось существенных различий как между различными профессиями, так и между аналогичными профессиями на различных станциях аэрации. При этом общая оценка тяжести труда всех изученных профессий соответствовала классу 2 - допустимым условиям труда. При анализе напряженности трудового процесса (итоговые данные представлены в табл. № 4.11.-4.12.) оценивались интеллектуальные, сенсорные нагрузки, нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы, степень эмоциональной нагрузки, степень риска для собственной жизни и ответственность за безо- пасность других лиц, монотонность труда, фактическая продолжительность рабочего дня, а таюке режим (сменность) работы. В соответствии с методикой общей оценки напряженности трудового процесса, рекомендованной руководством Р 2.2.755 - 99 « Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды; тяжести и напряженности трудового процесса», предусматривающей оценку по всем 16 показателям, напряженность трудового процесса лиц всех изученных профессий соответствовала 3 классу (вредные условия труда) 1 степени. 4.8. Санитарно-микробиологическая характеристика воздушной среды и технологического оборудования основных цехов СБО Высокая бактериальная контаминация сточных вод на всех этапах очистки и образующихся осадков создают непосредственную эпидемиологическую опасность для работающих. Открытый технологический процесс, непосредственный контакт персонала СБО с загрязненной водой и осадками усугубляют эту опасность. Более того, в результате формирования аэрозоля сточных вод может загрязняться воздух производственных помещений, оборудование и атмосферный воздух вокруг аэротенков и отстойников.
В связи, с чем представлялось актуальным уточнить степень микробной контаминации воздушной среды, включая рабочую зону и поверхности технологического оборудования СБО. Исследования, проведенные на Центральной и Северной станции аэрации, включали: - качественное и количественное определение санитарно-показательных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны основных цехов СБО; - определение санитарно-показательных и патогенных, микроорганизмов в смывах с поверхностей оборудования в основных цехах СБО; - определение санитарно-показательных и патогенных микроорганизмов в пробах сточной жидкости и активного ила; - обобщение и оценка полученных данных в.соответствии с действующими нормативными документами. Отбирались пробы сточных вод после биологической очистки и активного ила. Пробы воздуха отбирались на открытых площадках СБО; на основных рабочих местах в помещениях зданий и сооружений СБО. Кроме того, исследовались смывы с рабочих поверхностей. В результате исследований было установлено, что сточная жидкость с СБО интенсивно обсеменена микроорганизмами: ОМЧ составляло до 1 108 КОЕ/мл, индекс сальмонелл - в среднем 9,7 102, ЛКП - 1,4 106 КОЕ/мл, E.coli лактозо(+) и лактозо(-) до 1 103, индекс энтерококка - до 1 104, коли-фаги до 1 104 БОЕ. Содержание микроорганизмов в сточных водах существенно превышало допустимые уровни. Так, для биологически очищенной сточной воды до спуска ее в водоемы рекомендуются показатели: индекс БГКП не более 1000 /л; БОЕ коли-фагов не более 1000 /л при полном отсутствии патогенных микроорганизмов, возбудителей кишечных инфекционных заболеваний (СанПиН №2885-81) В пробах исследованной сточной жидкости отмечены высокий уровень общего микробного загрязнения, значительное количество микроорганизмов кишечной группы, наличие и весьма высокое содержание сальмонелл. Следовательно, сточная жидкость с СБО может быть источником контаминации воздуха рабочей зоны и всех рабочих поверхностей сооружений СБО, а также атмосферного воздуха на очистных сооружениях (ГОСТ 12.1.005-88; Гришина О.С., 1964). В пробах активного ила также отмечен высокий уровень общего микробного загрязнения, значительное количество микроорганизмов кишечной группы, высокое содержание сальмонелл. Активный ил со станции биологической очистки был интенсивно обсеменен микроорганизмами: ОМЧ составляло до 2 108 КОЕ/мл, индекс сальмонелл - в среднем 5,7 103, ЛКП - 3 107 КОЕ/мл, E.coli лактозо(+) и лактозо(-) до 6,4 10?, индекс энтерококка - до 1 105, коли-фаги до1 105 БОЕ; Пробы воздуха на рабочих местах отбирались в зоне дыхания работающих. Определяли общее число, количество и виды плесневых грибов, дрожже-подобных грибов, грамположительных и грамотрицательных бактерий, кокков, споровых бактерий, актиномицетов и сальмонелл.
Токсиколого-гигиеническая оценка биологически очищенных сточных вод и иловых осадков в условиях эксперимента.
Биологически І очищенные сточные воды содержат значительные остаточные количества как органических соединений (хлорорганические вещества, фенолы, формальдегид, метанол, серосодержащие соединения; жирные, кислоты), так и неорганические вещества. Непосредственный контакт работающих на СБО со сточными водами создает опасность, прежде всего кожно-резорбтивного воздействия. Однако сброс канализационных сточных вод в водоемы способствует распространению токсикантов на значительные расстояния, формирует токсикологическую опасность в зонах питьевых водозаборов. В связи с этим в токсикологических исследованиях изучалась возможность не только накожного, но и перорального поступления компонентов сточных вод с оценкой отдаленных биологических эффектов. В настоящее время отсутствует однозначное решение по поводу необходимости обеззараживания сточных вод препаратами хлора перед выпуском их в водоемы. Большинство исследователей относятся к этому отрицательно (Красовский Г.Н., Егорова Н.А.,1990; Донченко А.И.,1985). В связи, с чем представлялось актуальным дать токсикологическую оценку биологически очищенных сточных вод, обеззараженных препаратами хлора. Санитарно-токсикологический эксперимент проведен на 125 белых крысах, массой 150-180 г, которые были сформированы в 5 групп и получали изучаемые образцы на протяжении 3-х месяцев: 1-ая - служила контролем и получала дехлорированную водопроводную воду; 2-ая - биологически очищенную сточную воду (БОСВ); 3-я - хлорированную биологически очищенную сточную воду (ХБОСВ); Кроме того, у животных, получавших БОСВ и ХБОСВ, регистрировались нарушения ферментообразующей функции печени (по активности АсАТ и АлАТ) и липидного обмена, о чем свидетельствовал более высокий уровень фосфолипидов и общих липидов в сыворотке крови (рис.5.2.). У животных, получавших БОСВ в разведениш 1:10 в отдельные периоды исследований отмечались достоверные изменения в системе антиокси-дантной защиты с нормализацией в конце опыта. Длительное пероральное поступление комплекса химических веществ в составе ХБОСВ сопровождалось выраженными нарушениями со стороны выделительной системы (прилож.7) и иммунного статуса (табл.5.5.-5.6.) Так, существенные различия в показателях бактерицидной активности у крыс контрольной группы отсутствовали; средние показатели равнялись 50,0±3%.
Достоверные отклонения от контроля имели место только в группе животных, получавших ХБОСВ. Начиная с 45 суток опыта, у животных этой группы наблюдалось стойкое уменьшение бактерицидной активности сыворотки крови (табл.5.5.). В тоже время, не отмечено достоверных изменений активности бета-лизинов в крови животных практически всех опытных групп. Индивидуальные колебания их даже в сыворотке крови контрольной группы были значительными (от 6 до 87,5%), в среднем, составляя 33+6,5% (табл.5.6.). В процессе опыта, начиная с 14 суток, регистрировалось уменьшение активности лизоцима. Эти изменения были наиболее выражены в группе животных получавших хлорированные стоки (таблица 5.7.). У животных, получавших ХБОСВ, были выявлены антитела к тканям печени и почек, однако, в низких титрах. Различия с контролем были недостоверными. Таким образом, иммунологические сдвиги уменьшения БАС и активности лизоцима отмечались лишь у животных, получавших хлорированные сточные воды. Патоморфологические исследования подтверждают это. У белых крыс, получавших ХБОСВ, регистрировалось неспецифическое воспаление слизистой желудка, местами наблюдалось ее изъязвление; обнаружена лимфоид-ная инфильтрация, разрастание соединительной ткани. В тонком кишечнике обнаружены явления энтерита, изменение формы ворсинок, десквамация эпителия. Структурных изменений в тканях ЖКТ животных остальных групп выявлено не было. Нарушения морфологии ткани печени возникали под влиянием БОСВ и ХБОСВ. Более выраженные гемодинамические, воспалительные и дистрофические изменения печеночной ткани зарегистрированы у животных, получавших хлорированные образцы БОСВ. Системные изменения под влиянием ХБОСВ обнаружены также в тканях почек, сердца и легких. Отмечалась отечность и деструкция стенок почечных канальцев, расширение капилляров клубочков, увеличение субкапсу-лярного пространства; а также дистрофические и склеротические процессы со стороны сердечной и легочной ткани. Биологически очищенные сточные воды в разведении 1:100 изменений в морфологии тканей отдельных органов не вызывали. Опыты по изучению раздражающего и кожно-резорбтивного действия сточных вод и иловых осадков проводили на кроликах, морских свинках и белых крысах. Выявление местного раздражающего действия проводили на кроликах путем внесения сточных вод и действия вытяжки из иловых осадков в конъ-юнктивальный мешок глаза животных. В эксперименте наблюдали за прозрачностью роговицы и состоянием слизистой оболочки глаза ежедневно в течение 2-х недель. Оценку раздражающего действия на слизистую оболочку глаза кролика проводили по бальной системе, предложенной A.Majola и K.ChuzCilika(1973). В проведенных экспериментах не отмечалось гиперемии, отека слизистой; роговица и склеры глаза были чистыми, выделений не наблюдалось, что соответствовало 0 баллов оценочной шкалы и свидетельствовало об отсутствии местного действия изучаемых образцов на слизистые оболочки.
Изучение действия сточных вод и иловых осадков на кожу проводили на морских свинках, массой 200-300 г. У животных выстригали шерсть на симметричных участках спины по обе стороны от позвоночника, оставляя шерстный покров между ними 2 см. Участок аппликации составлял для кроликов 7x8 см, для морских свинок 5x5 см. Правый бок служил для апплика- ции изучаемого образца, левый - для контроля. На время экспозиции животных фиксировали в специальные станки для исключения слизывания исследуемых проб с кожи. Реакцию кожи регистрировали по окончанию экспозиции после однократной 4-х часовой аппликации и после повторных 10-ти дневных аппликаций; В ходе эксперимента установлено, что у животных при аппликации как БОСВ, так и ХБОСВ не наблюдалось эритемы, отека, трещин, изъязвлений, не было изменений температуры кожи и скорости проницаемости эпидермиса. Оценку функционального состояния кожи экспериментальных животных проводили с помощью колориметрической линейки С.В.Суворова и В.И.Чернышевской и оценивали в баллах. В то же время, при повторном нанесении на кожу иловых осадков наблюдалось покраснение кожи и ее отек. Таким образом, биологически очищенные сточные воды, как хлорированные, так и нехлорированные, не обладали местным раздражающим действием (суммарный балл равен 0). Иловые осадки обладали слабовыраженным раздражающим действием (суммарный балл 1-2). Кожно-резорбтивное действие сточных вод и осадков изучали на белых крысах самцах путем погружения кончика хвоста на 2/3 длины в пробирку с изучаемыми образцами. Однократное воздействие сточных вод и осадков в течение 4-х часов не вызывало никаких изменений со стороны кожи хвоста, а также в поведении животных. Для изучения факта резорбции был поставлен 15-ти суточный эксперимент, после окончания, которого проводили гематологические и биохимические исследования. Определяли содержание гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в крови; активность аспартатаминотрансферазы, аланинами-нотрансферазы, уровень мочевины, холестерина и общих липидов в крови. По окончании эксперимента достоверных изменений гематологических и биохимических показателей у подопытных животных не выявлено (табл.5.8.).
Похожие диссертации на Проблемы гигиенической безопасности технологии водоотведения и водоочистки городских сточных вод
