Улучшение качества питьевой воды
Скачать 1.06 Mb.
|
Улучшение качества питьевой водыМИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЛАВНОЕ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ (ВМедА) Экз.№ УДК № госрегистрац. Инв. № ________ ОТЧЕТ о научно-исследовательской работе по теме № 4.00.101 п.8, шифр "Кремень" РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ (КРЕМНЕЙ) ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, УСИЛЕНИЯ ЕЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СОГЛАСОВАНО Заместитель начальника академии по научной работе, Заслуженный деятель науки РФ, Член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор, полковник медицинской службы Ю.Лобзин 15 апреля 2002 г. УТВЕРЖДАЮ Начальник академии Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор генерал-майор медицинской службы Б.Гайдар 15 апреля 2002 г.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2002 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
РЕФЕРАТ Отчет - 77 стр., 1 кн., 20 табл., 146 ист. КАЧЕСТВО ВОДЫ, ОЧИСТКА ВОДЫ, ПРИРОДНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ СОРБЕНТЫ Объектом исследования являлись природные минеральные сорбенты (ПМС), перспективные для применения в процессах очистки и кондиционирования воды: шунгит, кремень, глауконитовый известняк. Цель работы заключалась в экспериментальной оценке эффективности использования природных минеральных сорбентов для очистки и кондиционирования воды. При проведении НИР современными биологическими и физико-химическими методами показано, что ПМС эффективно очищают воду от загрязнений. Для очистки воды от ионов тяжелых металлов наиболее перспективными ПМС оказались кремень и глауконитовый известняк. Их эффективность превосходит активированный уголь (АУ) и шунгит. Все изученные ПМС удаляют фенол из воды в концентрации до 50 ПДК. При более высоких концентрациях фенола эффективность шунгита выше, чем кремня и глауконитового известняка при всех параметрах модельной воды. ПМС очищают воду от избыточного содержания ионов железа, причем шунгит по эффективности превосходит АУ, кремень и глауконитовый известняк в 2 раза. ПМС имеют выраженные сорбционные свойства в отношении бактерий Е.соli штамм К12, спор В.subtilis и С. реrfringes, снижая содержание микробных агентов не менее, чем в тысячу раз. Шунгит проявляет специфическую активность в устранении из воды частиц радикальной и ион-радикальной природы, значительно превосходя в этом отношении как кремень и глауконитовый известняк, так и АУ ( в 56, 36 и 31 раз соответственно). Вода, обработанная ПМС, улучшает свое качество за счет глубокой очистки от химических загрязнений, снижения токсичности, а также повышает биологическую активность за счет обогащения эссенциальными макро- и микроэлементами. Технологии и очистные устройства, использующие ПМС не уступая, а в ряде случаев превосходя по эффективности АУ, на порядок дешевле по себестоимости. Россия располагает мощной сырьевой базой ПМС, что делает их использование перспективным в водоочистке. ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Актуальность настоящего исследования связана с усилением антропогенного и техногенного влияния на биосферу в Российской Федерации /1-7/. Наибольший пресс экотоксичности испытывает водная среда, являясь конечным резервуаром большинства загрязняющих веществ. За последние 30 лет изменилась структура использования воды, что выразилось в резком увеличении социальной составляющей водопользования. Доля хозяйственно-питьевого водоснабжения выросла с 9% в 1970 г. до 21% в 1999 г. /8/. В связи с этим реально существует проблема качества питьевой воды, определяемая загрязнением природной воды, неудовлетворительной очисткой ее на водопроводных станциях, вторичным загрязнением в разводящих сетях. В сложившейся на сегодняшний день ситуации наиболее перспективным подходом к обеспечению населения РФ и личного состава ВС качественной питьевой водой является применение средств и методов дополнительной очистки и подготовки воды в месте использования, в том числе, в местах дислокации сил армии и флота /9/. В настоящее время водоочистка становится одним из самых распространенных технологических процессов. Этим определяется особенная актуальность вопроса удешевления очистки питьевой, технической и сточных вод. В этой связи весьма перспективным представляется применение природных сорбентов, месторождения которых имеются на территории РФ. В литературе появляется все больше сообщений об эффективности применения природных сорбентов для удаления из воды дисперсных примесей, нефти и нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, красителей, радиоактивных загрязнений и др. /10÷16/. Сегодня при использовании природных сорбентов для удаления из воды указанных веществ, как правило, господствует эмпирический подход, что затрудняет проведение технологических процессов в оптимальных условиях. В этой связи необходима разработка научных основ использования природных сорбентов в водоподготовке, для чего следует суммировать имеющиеся сведения об их применении, а также наметить рациональные пути их использования в конкретных технологических процессах водоочистки. Цель работы заключалась в экспериментальной оценке эффективности использования природных минеральных сорбентов для очистки и кондиционирования воды. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Оценить эффективность природных минеральных сорбентов в процессах очистки питьевой воды от химических и микробиологических загрязнений. 2. Изучить токсико-гигиенические показатели воды, прошедшей очистку на природных минеральных сорбентах (ПМС). 3. Изучить биологическое действие воды, прошедшей очистку на ПМС. 4. Оценить возможность применения ПМС для индивидуальной и коллективной доочистки питьевой воды. Настоящая работа выполнена в НИЛ перспективных технологий очистки воды НИО питания и водоснабжения НИЦ Военно-медицинской академии с января 2000 по март 2002 года в соответствии с Директивой ГВМУ МО РФ №161/7/4/3979 от 05.08.99 г. В НИР нашли свое развитие исследования, проводившиеся в Военно-медицинской академии в 1993 ÷ 2001 годах и получившие отражение в ряде отчетов, статей и монографии /17÷24/. 1. КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕГО ЛУЧШЕНИЯ (Выбор направления исследований) 1.1. Качество воды водоисточников По данным Государственного водного кадастра наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод суши являются нефтепродукты, фенолы, хлорорганические пестициды (ХОП), легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. В некоторых районах обнаруживаются комплексы никеля, аммонийный и нитритный азот, а также специфические поллютанты, характерные для отдельных производств - лигнин, лигносульфонаты, ксантогенаты, метилмеркаптан, анилин /25/. В последние годы на фоне некоторого снижения валового объема водоотведения прослеживается тенденция к увеличению удельного веса сбрасываемых в водные объекты неочищенных сточных вод /8/. По данным Минприроды общий объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водоемы составляет 28 км3/год, из них нормативно очищенных только 10% (2,8 км3). В коммунальном хозяйстве очищается только 13% стоков. В водоемы страны ежегодно сбрасывается 1000 т цинка, 700 т никеля, 150 т меди и хрома и 120 т кадмия. Данного количества токсикантов достаточно для загрязнения более 500 км3 воды, что сопоставимо с годовым стоком рек России /26÷28 /. В ряде мест среднегодовая концентрация загрязняющих веществ превышает 5 ПДК по трем и более показателям (в р. Неве - д.Новосаратовка, р.Нарве - г.Иван-город, р.Онеге - с.Порог, р.Сев. Двине - с.Усть-Пинега) /25/. В водохранилище Пролетарское - Ростовская обл., р.Пелымма, р.Обь и др. среднегодовая концентрация нефтепродуктов, фенолов, соединений меди составила не менее 30 ПДК /25/. Случаи экстремально высокого уровня загрязненности воды наблюдались в р.Пуртсе (фенолы 213÷240 ПДК), р.Косьве (соединения железа - 157 ПДК, соединения меди - 160 ПДК), р.Чусовой (соединения хрома - 720 ПДК), Братском вдхр. (метилмеркаптан - 300-500 ПДК), р.Клязьме (нефтепродукты - 176 ПДК), р.Охинке (нефтепродукты - 120 ПДК) /25/. Особую опасность представляют аварийные ситуации на производствах, когда в воду попадают вредные вещества в концентрациях до 1000 ПДК /29, 30/. Сельскохозяйственное производство также вносит свой вклад в загрязнение водоисточников. Из общего количества применяемых в сельском хозяйстве ХОП 1÷5% поступают в поверхностные воды, около 5% мигрируют в нижние горизонты почвы и подземные воды. Наиболее высокий уровень загрязнения воды ХОП отмечен в бассейнах Волги, Оби, Амура, Урала, Днепра, Терека, Пясины. Высокие концентрации ХОП отмечены в водных объектах не только зон интенсивного земледелия и производства ХОП, но и в районах, где их применение отсутствовало или было минимальным, что свидетельствует о глобальном распространении ХОП /31/. Большинство водных объектов РФ служат источниками питьевого водоснабжения, поэтому рост загрязненности природных вод все более обостряет проблему обеспечения населения доброкачественной питьевой водой /7/. Обследование водозаборов городов показало, что для некоторых из них характерно загрязнение воды, классифицируемое как "высокое" и "чрезвычайно высокое". Особая опасность возникает там, где загрязнение обусловлено наличием высокотоксичных соединений (Томский, Тюменский, Курганский водозаборы) /29/. Проблемы с обеспечением питьевой водой существуют и в Северо-Западном регионе РФ. Источником водоснабжения населения Санкт-Петербурга и части Ленинградской области служит Ладожское озеро. В то же время в Ладожское озеро поступают сточные воды от предприятий промышленности и агропромышленного комплекса огромных территорий (Ленинградской, Псковской, Новгородской, Тверской, Архангельской и Витебской областей, республики Карелии и части Финляндии). Общий объем загрязненных сточных вод, поступающих в озеро, составляет 400 млн. м3 в год. Стоки содержат более 600, из которых 300 - токсичны. В результате состояние озерной экосистемы приблизилось к критическому /32/. Под влиянием хозяйственной деятельности, ведущейся на берегах Ладожского озера и его водосборе, водоем к середине 80-ых годов XX века перешел из олиготрофного в мезатрофное состояние. При сохранении антропогенной нагрузки на современном уровне озеро может в ближайшие десятилетия превратиться в эвтрофный водоем, что будет иметь катастрофические последствия для водоснабжения Санкт-Петербурга. Уже сейчас река Нева, являясь практически единственным источником питьевого водоснабжения Санкт-Петербурга, загрязнена на всем протяжении. Даже у истока в результате эвтрофирования Ладожского озера наблюдается повышенное содержание токсикантов. Превышение ПДК установлено по нефтепродуктам, свинцу, кадмию, кобальту, никелю, хрому, цинку, мышьяку, бериллию, титану, ртути /33 ÷ 35/. Кроме того, Нева является важной транспортной артерией и ничем не защищена от техногенных аварий. Так, в результате аварии с нефтеналивным танкером в устье Невы осенью 1999 г. мазутом была загрязнена вся акватория реки, а на дне создалось депо токсичных веществ /24/. Стремительное ухудшение качества воды Ладожского озера, продолжающееся поступление загрязненных сточных вод, определяют качество поступающей в Санкт-Петербург невской воды. Класс качества воды в фоновом створе в 2 км выше города снизился и они характеризуются как IV класс ("загрязненные"). Увеличение индекса загрязненности воды (ИЗВ) произошло в основном за счет возростания среднегодовых концентраций летучих фенолов. Так, концентрация фенолов в фоновом створе составила 7 ПДК, а в целом по р.Неве - 10 ПДК. Наибольшая загрязненность вод фенолами наблюдалась в устье Невы: в пробах, отобранных в феврале, июне и августе. Их концентрации составили 40÷50 ПДК /ЗЗ/. Максимальная концентрация фенолов (70 ПДК) была зафиксирована в водах Невы в створе, расположенном ниже впадения р.Ижоры. Воды Невы загрязнены медью и марганцем почти во всех створах. Так, среднегодовые концентрации составляют: меди - 4,7÷6,45 ПДК, марганца - 1,1÷3,3 ПДК. Максимальная концентрация меди (19 ПДК) зафиксирована в одном из самых грязных створов, расположенном ниже впадения р.Охты, марганца (9,5 ПДК) - в устье Невы /36/. Хроническое действие токсических веществ на водные системы в регионе проявляется повсеместно. Идет интенсивное накопление токсикантов в гидробионтах и их передача по пищевым цепям. По данным ГосНИОРХ в Волховской губе Ладожского озера у 70÷80% особей сига, судака, леща, плотвы и ерша наблюдаются токсикозы, достигающие по степени выраженности 2÷4 баллов. В этом же районе ткани 20÷60% исследованных рыб имеют запах нефтепродуктов. В Свирской губе отравления отмечались у 50÷60% рыб. Хронические интоксикации зарегистрированы у 30÷60% рыб из устьевого участка р.Видлица. У рыб наблюдаются выраженные необратимые патологические изменения в жизненно важных органах: кардиомиопатия, гиперемия мозга, зернистая дистрофия печени, новообразования в различных органах. Отмечается высокая гибель и нарушения в развитии молоди /36/. Вследствие вышеизложенного, более надежным источником водоснабжения являются подземные воды /37÷39/. Качество подземных вод определяется двумя группами факторов: геологическими и антропогенными. Первая группа факторов обусловливает качество подземных вод, связанное с составом водовмещающих пород, физико-химическими условиями их формирования и циркуляции, степенью защищенности водоносных горизонтов перекрывающими глинистыми экранами от поверхностного загрязнения. Вторая группа факторов связана со степенью техногенной нагрузки, условиями хозяйствования и наличием очагов загрязнения /40/. В настоящее время загрязнение гидросферы коснулось не только поверхностных водоисточников, но и подземных вод. В результате попадания в них различных коммунальных отходов, веществ с крупных свалок химических отходов и т.д. (особенно в районах концентрации предприятий газо-нефтедобывающей промышленности) /41÷44/. Использование подземных вод в Северо-Западном регионе отстает от среднеевропейских показателей, хотя регион располагает необходимыми для этого водными ресурсами. Естественное качество подземных вод в регионе чрезвычайно разнообразно - от ультрапресных вод с недостаточным содержанием ряда компонентов до слабоминерализованных вод, находящихся на грани возможного использования для питьевых целей /43, 44/. Подземные воды обладают цельм рядом специфических особенностей. С одной стороны они способны самоочищаться, с другой - аккумулируют и распространяют загрязняющие элементы на значительные расстояния. Водоносные горизонты Северо-Западного региона в разной степени защищены от поверхностного загрязнения. Наряду с районами, где они перекрыты водоупорными отложениями, и, тем самым, защищены от загрязнений (Карельский перешеек, девонское поле Ленинградской области и т.д.), выделяются районы с практически незащищенными водными ресурсами (Карелия, Ижорское плато). Особенно значительно подземные воды загрязнены на территории Гатчинского, Волосовского, Ломоносовского, Сланцевского, Кингисепского районов, где широкое развитие получили трещинно-карстовые подземные воды, обладающие слабой степенью защищенности от агентов загрязнения с поверхности /43, 44/. Для улучшения водоснабжения городов и других населенных пунктов предлагаются следующие долгосрочные мероприятия /14/: - улучшение состояния и обеспечение соблюдения режимов зон санитарной охраны и водоохранных зон источников питьевого водоснабжения; - усиления контроля качества воды в источнике водоснабжения, создание системы автоматического и оперативного контроля, разработка методик и средств определения более широкого спектра и комплексных показателей загрязненности воды в источнике; - разработка и внедрение адресной программы по ликвидации основных источников загрязнения водного источника; - создание системы автоматического контроля за сбросом загрязнений; - разработка мероприятий по снижению влияния поверхностного стока на водоисточник; - разработка математической модели водного источника с учетом гидрохимических данных и биохимических процессов самоочищения, с целью прогнозирования качества воды при изменении входных параметров, увеличении или снижении сбросов загрязнений, авариях и в других ситуациях; - определение приоритетных водоохранных мероприятий с их технико-экономической оценкой на основе математического моделирования различных ситуаций; - выбор вариантов альтернативных водозаборов, увеличение числа водозаборных сооружений; - использование дополнительных источников для водоснабжения города, в частности, подземных вод. Все эти мероприятия требуют для своего осуществления значительных материальных ресурсов достаточного временного интервала. Абсолютно неотложными мерами следует считать определение приоритетных химических загрязителей водоисточников и повышение качества очистки воды. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Тема занятия Тестовый контроль знаний. Отбор проб воды для лабораторного исследования, оформление сопроводительного документации. Определение... |  | Анализ качества питьевой воды в городе Мончегорска Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №37 |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Задачи. Закрепить у детей знания о значении воды в жизни человека: вода- источник жизни; об источниках питьевой воды; представления... | | Формирование логистической инфраструктуры предприятий по производству... Охватывает персонал, занятый в процессе движения материальных потоков |
| Содержание Гигиеническое обоснование и практика ранжирования водопроводных станций по эффективности водоподготовки на основе интегральной оценки... | | Технический регламент о безопасности питьевой воды Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) |
| I. рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры Целью освоения дисциплины «Вода пищевых продуктов» является приобретение теоретических знаний о физико-химических свойствах воды... | | Анализ проблемы качества воды реки Вятки в зоне санитарной охраны... Кирове существует проблема качества воды на городском водозаборе в связи с выносом загрязнений с затопляемых территорий вблизи объектов... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В последнее время в средствах массовой информации много говорят и пишут о значении экологии, о необходимости организации работы по... | | Гигиеническая оценка качественного состава питьевой воды при централизованном... Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный медицинский... |
| Улучшение качества гидроакустических изображений на основе метода... | | Формирование учебно исследовательской деятельности учащихся на уроках... «Анализ питьевой воды источников деревень Аксеново, Окатово, Цикуль Гусь-Хрустального района Владимирской области». «Определение... |
| Рецензия на проектную работу по экологии ученицы 11 класса ноу «Ломоносовская... Краткая характеристика работы: в данной работе представлен обзор вопросов, связанных с проблемами чистой питьевой воды. Раскрыта... | | Положение о внутришкольном контроле Целью вшк является: совершенствование уровня деятельности школы; повышение мастерства учителей; улучшение качества образования |
| С. А. Стрельнокова Сопредседатель Всероссийской коллегии судей по спортивному туризму Целью семинара является повышение квалификации судей, улучшение качества проведения соревнований по группе дисциплин «маршрут» | | Конспект урока окружающего мира в 3 классе по теме «Значение воды для жизни на Земле» Задачи: 1 дать представление о свойствах и состояниях воды, круговороте воды в природе |
