Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,120

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Мусаев Ш.Ж. 1 Елисеев Ю.Ю. 1 Луцевич И.Н. 1 Луцевич С.И. 1

---

1 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.Разумовского Минздрава России»

Изучение барьерной роли водоочистных сооружений, расположенных в агропромышленных районах Саратовской области на поверхностных водоисточниках, в отношении приоритетных химических веществ (тяжелых металлов, ядохимикатов, синтетических поверхностно-активных веществ, минеральных удобрений), содержащихся в воде открытых водоемов, показало их эффективность лишь при наличии загрязнителей в концентрациях, незначительно превышающих допустимые уровни. При этом барьерная роль очистных сооружений в отношении химических загрязнений зависела от количества этапов обработки воды и была эффективнее при двухступенчатой схеме обработки, включающей отстаивание, коагуляцию, фильтрацию и хлорирование. В паводковые периоды барьерная роль в отношении содержащихся в воде химических веществ повышалась, но ни одна из используемых в агропромышленных районах области схем очистки воды не справлялась с поставленной задачей – нормализацией химического состава воды.

Статья в формате PDF

110 KB

эффективность очистки питьевой воды

химическое загрязнение

поверхностные водоисточники

1. Лаврентьев М.В. Гигиеническая оценка качества питьевой воды, полученной с использованием локальных систем очистки / М.В. Лаврентьев, А.А. Орлов, Ю.Ю. Елисеев // Фундаментальные исследования. – 2011.– № 9 – С. 421– 425.

2. Лаврентьев М.В. Гигиеническая оценка эффективности работы установок по очистке питьевой воды в учреждениях повышенной социальной значимости Саратовской области / М.В.Лаврентьев // Саратовский научно-медицинский журнал.–2011.–том 7. – №2.–С.350-353.

3. Логашова Н.Б. Санитарно-токсикологическая оценка качества питьевой воды города Саратова и обоснование оптимизации водоподготовки / Н.Б. Логашова, И.Н. Луцевич, Т.В. Водянова, Е.И. Тихомирова// Естественные и технические науки.- 2008.- №6.-С.86-92.

4. Малышева А.Г. Трансформация поверхностно-активных веществ при разных способах обеззараживания воды / А.Г. Малышева, И.Н. Луцевич, Е.Е. Кубланов, А.А. Беззубов, Т.Ю. Теплова// Гигиена и санитария.- 2008.-№2.-С.20-23.

5. Мусаев Ш.Ж. Механизмы поведения химических соединений в поверхностном, объемном слоях и донных отложениях водоемов при их антропогенном загрязнении / Ш.Ж. Мусаев, Ю.Ю. Елисеев, И.Н. Луцевич// Известия Самарского научного центра Российской академии наук.-2011.-Том 13.-№ 1(8).-С.1914-1916

6. Орлов А.А. Актуальные вопросы сельского водоснабжения Заволжья / А.А. Орлов, М.В. Лаврентьев // Здравоохранение Российской Федерации. – 2011. – №4. – С. 34.

Изучению барьерной мощности водоочистных систем в Саратовской области посвящено значительное количество исследований, в которых установлена их недостаточная эффективность в отношении ряда химических загрязнителей [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Население обследуемых агропромышленных районов использует для хозяйственно-питьевых целей воду из поверхностных и подземных водоемов. Нами изучалась барьерная роль водоочистных сооружений в отношении химических загрязнителей, содержащихся в открытых водоемах, что объяснялось не только их традиционно большим использованием сельским населением в силу доступности забора воды, но и нарастающей уязвимостью для химического загрязнения.

Из девяти изученных на содержание химических веществ открытых водоемов агропромышленных районов Саратовской области, в двух (р.Аткара и р.Медведица) вода не использовалась для хозяйственно-питьевых целей в городах районных центров, и нашла применение только в сельских поселениях. Так, в городе Аткарск и р.п. Лысые горы Саратовской области использовались подземные водоисточники. Но сельское население данных районов в основном использовало воду из рек Аткара и Медведица.

Обследование и изучение систем очистки воды из поверхностных водоемов агропромышленных районов Саратовской области выявило следующие факты. Водоочистные сооружения с полной двухступенчатой схемой водоподготовки, включающей отстаивание, коагуляцию (флокуляцию), фильтрацию и обеззараживание имелись только в двух городах агропромышленных районов Саратовской области - г.Балашове, расположенном на реке Хопер и г.Пугачеве - на реке Б.Иргиз.

Водозабор в городах Новоузенск и Александров Гай осуществлялся из реки Б.Узень, а в городах Красный Кут и Мокроус (Федоровский район) - из реки Еруслан. При этом население всех четырех городов обеспечивалось водой для хозяйственно-питьевых целей с использованием одноступенчатой очистки, включающей фильтрование на песчаных фильтрах и обеззараживание: проводимое только в паводковый период гиперхлорирование. Население городов Дергачи и Перелюб снабжалось водой соответственно из рек Алтата и Камелик с Сестрой без какой-либо очистки. Также без очистки получало воду из поверхностных водоемов и все остальное сельское население агропромышленных районов Саратовской области.

Таким образом, особый интерес представляло изучение эффективности барьерной роли водоочистных сооружений в отношении содержащихся в поверхностных водоемах химических веществ.

Результаты исследования и их обсуждение

Находящееся в г. Балашове МППУ «Водоканал» осуществляет водозабор из реки Хопер в объеме 3,6 млн. м³ в год, а станция очистки воды работает с производительностью 15,4 тыс. м³ в сутки. Эффективность процессов улучшения качества очистки воды в отношении приоритетных химических загрязнений определялась при химическом анализе проб речной и питьевой воды в период 2010-2012 гг. (табл. 1).

Таблица 1

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (двухступенчатая система) г.Балашова в отношении химических загрязнений р.Хопер

Очевидно, что двухступенчатая система очистки воды, используемая на водоочистных сооружениях г.Балашова оказалась весьма эффективна в отношении СПАВ. Среднегодовая эффективность очистки достигала 28 - 32%, а остаточные количества детергентов составляли не более 0,4 ПДК. Аналогичной, с эффективностью от 15 до 49%, была очистка воды в отношении нефтепродуктов, содержащихся в воде р. Хопер. Очистные сооружения практически справлялись и с удалением из речной воды минеральных удобрений, однако в 2011 и 2012 годах их концентрации достигали 58,5±8,7 мг/л, что превышало ПДК (по нитратам) в 1,3 раза.

Неэффективной, несмотря на высокий процент очистки (48 - 53%), оказалось удаление из речной воды тяжелых металлов: марганца и железа. В результате содержание марганца в питьевой воде превышало допустимые нормы в 4,5 - 5,4 раза, а железа - в 3 - 4.4 раза. Последнее связано с их высокими исходными концентрациями не только в воде водоемов, но и в донных отложениях с последующим перераспределением, что особенно характерно для паводкового периода. Напротив, в связи с низким содержанием меди в водоеме и донных отложениях (соответственно 1,1 ± 0,1 мг/л и 2,2 ± 0,2 мг/кг), очистка в отношении данного металла на водоочистных сооружениях оказалась эффективной. На протяжении всего периода мониторинга, содержание меди ни в одной из исследуемых проб не превышало допустимых концентраций.

Высокая эффективность очистки речной воды в отношении марганца отмечалась в паводковый период и обусловливалась введением в схему по эпидемиологическим показателям обеззараживания гиперхлорированием, высоких доз коагулянта совместно с флокуляцией.

Изучение барьерной роли водоочистных сооружений г. Пугачева, осуществляющих водозабор из р.Б.Иргиз объемом 32,0 тыс. м³ в сутки, также свидетельствовало об их высокой эффективности в отношении ряда химических загрязнителей в 2010-2011 гг. (табл. 2).

Таблица 2

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (двухступенчатая система) г.Пугачева в отношении химических загрязнений р.Б.Иргиз

Остаточные количества основных химических загрязнителей (СПАВ, нефтепродукты, медь и железо), определяемые в питьевой воде после очистки не превышали допустимых концентраций за исключением высокого содержания марганца (4,8 - 4,7 ПДК) и минеральных удобрений (1,5 - 1,8 ПДК). В 2012 г. с вводом в Пугачевском районе нефтяного месторождения среднегодовое содержание остаточных количества нефтепродуктов в очищенной воде возросло до 1,4 ПДК. При этом содержание минеральных удобрений и марганца также оставалось выше допустимых величин, соответственно 81,2±9,1 мг/л и 0,47±0,12 мг/л.

Изучение барьерной роли одноступенчатых схем очистки воды из водохранилищ Семеновское и Ахмат-Лавровское р.Еруслан городов Мокроус и Красный Кут, а также водохранилищ у р.п. Александров Гай и на балке Соленой у г.Новоузенска, подпитываемых из реки Б.Узень, напротив, установило их низкую эффективность в отношении химических загрязнителей (табл. 3, 4).

Таблица 3

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (одноступенчатая система) г.Мокроус в отношении химических загрязнений р.Еруслан

Таблица 4

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (одноступенчатая система) г.Красный Кут в отношении химических загрязнений р.Еруслан

Однако, несмотря на то, что содержание всех обнаруживаемых в р.Еруслан химических веществ после очистки воды снижалось незначительно (от 8 до 33%), их концентрации в питьевой воде на протяжении всего периода наблюдения либо были на уровне ПДК, либо незначительно превышали допустимые значения. Так, среднегодовые концентрации ядохимиката ГХЦГ составляли 1,0 ПДК, СПАВ и железа - 1,1 ПДК, минеральных удобрений - 1,2 ПДК. Вместе с тем, марганец и нефтепродукты в питьевой воде после очистки, соответственно присутствовали в концентрациях 1,6 и 1,8 ПДК.

Еще большую настороженность вызывала трактовка эффективности очистки воды из р.Еруслан в паводковый период, когда несмотря на то, что барьерная роль возрастала в 2 - 3 раза, остаточное содержание всех выше перечисленных химических веществ в подаваемой воде было выше допустимых значений.

Относительно благополучная ситуация по показателям содержания химических веществ в питьевой воде, получаемой после одноступенчатой очистки из р.Еруслан, была связана не столько с эффективностью очистных сооружений, сколько с незначительным исходным превышением среднегодового содержания химических веществ в исследуемом поверхностном водоеме. Этот вывод нашел свое подтверждение при анализе эффективности одноступенчатой схемы водоподготовки в отношении химических веществ, содержащихся в р. Б.Узень (табл. 5, 6).

Таблица 5

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (одноступенчатая система) г.Александров Гай в отношении химических загрязнений р.Б.Узень

Таблица 6

Эффективность барьерной роли водоочистных сооружений (одноступенчатая система) г.Новоузенск в отношении химических загрязнений р.Б.Узень

Несмотря на то, что эффективность одноступенчатой схемы очистки воды в отношении химических загрязнений (4% - 35%) была приблизительно такой же, как и на р.Еруслан, среднегодовое количество веществ с нестандартными пробами в питьевой воде было выше. Так, содержание минеральных веществ и ГХЦГ превышало ПДК в 1,4 раза, меди и ГХБ - в 1,7 - 1,8 раза, железа - в 3 раза, а марганца - почти в 6 раз. Одноступенчатая схема оказалась эффективной лишь в отношении содержащихся в р.Б Узень СПАВ, 2,4-Д, и цинка, что также связано с низкими исходными концентрациями химических веществ в открытом водоеме.

В паводковый период на р. Б.Узень барьерная роль в отношении содержащихся в воде химических веществ повышалась, однако остаточные количества всех химических загрязнений в питьевой воде превышали допустимые уровни.

Заключение

Таким образом, изучение барьерной роли водоочистных сооружений, расположенных в агропромышленных районах Саратовской области на поверхностных водоисточниках, в отношении приоритетных химических веществ (тяжелых металлов, ядохимикатов, синтетических поверхностно-активных веществ, минеральных удобрений), содержащихся в воде открытых водоемов, показало их эффективность лишь при наличии загрязнителей в концентрациях, незначительно превышающих допустимые уровни. При этом барьерная роль очистных сооружений в отношении химических загрязнений зависела от количества этапов обработки воды и была эффективнее при двухступенчатой схеме обработки, включающей отстаивание, коагуляцию, фильтрацию и хлорирование. В паводковые периоды барьерная роль в отношении содержащихся в воде химических веществ повышалась, но ни одна из используемых в агропромышленных районах области схем очистки воды не справлялась с поставленной задачей - нормализацией химического состава воды.

Рецензенты:

Бородулин В.Б., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой биохимии ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздрава России, г. Саратов.

Швиденко И.Г., д.м.н., профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздрава России, г. Саратов.

Библиографическая ссылка