МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Безопасности труда
Кафедра _______________________________________________________________________
(полное название кафедры)
Утверждаю
Коробейников
Зав. кафедрой С.М.
_______________
_____________________________
(подпись, инициалы, фамилия)
«___» _______________ 201__
9 г.
МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ
по направлению высшего образования
20.04.01 Техносферная безопасность
_______________________________________________________________________________
(код и наименование направления подготовки магистра)
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Энергетики
_______________________________________________________________________________
(факультет)
Тоноева Наталья Чагыловна
__________________________________________________________
(фамилия, имя, отчество студента – автора работы)
_______________________________________________________________________________
Исследование коммунально-бытовых сточных вод как источника низкого санитарно(полное название темы магистерской диссертации)
паразитологического качества окружающей среды и высокой заболеваемости людей
_______________________________________________________________________________
паразитарными болезнями в Республике Саха (Якутия)
_______________________________________________________________________________
Руководитель
от НГТУ
Автор выпускной
квалификационной работы
Удальцов
Евгений Анатольевич
______________________________________
Тоноева Наталья Чагыловна
______________________________________
(фамилия, имя, отчество)
(фамилия, имя, отчество)
к.в.н., доцент
______________________________________
(ученая степень, ученое звание)
ФЭН, гр. ЭнБМ - 71
______________________________________
(факультет, группа)
______________________________________
(подпись, дата)
______________________________________
(подпись, дата)
Консультанты по разделам:
Безопасность в ЧС
Н.Я. Илюшов
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
Охрана труда
Нормоконтроль
А.М. Парахин
Е.В. Ляхова
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
__________________________________________________________
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
(краткое наименование раздела)
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
Новосибирск
201__
9
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра _______________________________________________________________________
Безопасности труда
(полное название кафедры)
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой Коробейников
____________________________
Сергей Миронович
(фамилия, имя, отчество)
____________________________
(подпись, дата)
ЗАДАНИЕ
НА МАГИСТЕРСКУЮ ДИССЕРТАЦИЮ
Тоноевой Наталье Чагыловне
студенту _________________________________________________________________
(фамилия, имя, отчество)
факультета ________________________________________________________________
Энергетики
(полное название факультета)
20.04.01 Техносферная безопасность
Направление подготовки ____________________________________________________
(код и наименование направления подготовки магистра)
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Магистерская программа ____________________________________________________
Безопасность жизнедеятельности в техносфере
(наименование магистерской программы)
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Тема _____________________________________________________________________
Исследование коммунально-бытовых сточных вод как источника низкого
(полное название темы)
санитарно-паразитологического качества окружающей среды и высокой
__________________________________________________________________________
заболеваемости людей паразитарными болезнями в Республике Саха (Якутия)
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Установить влияние паразитологического загрязнения коммунальноЦели работы ______________________________________________________________
__________________________________________________________________________
бытовых вод на санитарно-паразитологическое качество окружающей среды и
__________________________________________________________________________
заболеваемость населения Республики Саха (Якутия) паразитарными болезнями.
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Задание согласовано и принято к исполнению.
Руководитель
от НГТУ
Студент
Удальцов
Евгений Анатольевич
______________________________________
Тоноева Наталья Чагыловна
______________________________________
(фамилия, имя, отчество)
(фамилия, имя, отчество)
к.в.н., доцент
______________________________________
(ученая степень, ученое звание)
ФЭН, гр. ЭнБМ - 71
______________________________________
(факультет, группа)
______________________________________
(подпись, дата)
______________________________________
(подпись, дата)
5570/2 от «____»
16 ___________
октября 201__г.
7
Тема утверждена приказом по НГТУ № _________
1396/2
изменена приказом по НГТУ № _________
от «____»
___________
201__
9 г.
марта
19
Диссертация сдана в ГЭК № _______, тема сверена с данными приказа
___________________________________________________
(подпись секретаря государственной экзаменационной комиссии по защите ВКР, дата)
_________________________________________________
(фамилия, имя, отчество секретаря государственной
экзаменационной комиссии по защите ВКР)
Консультанты по разделам:
Безопасность в ЧС
Н.Я. Илюшов
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
________________________________________________________________________________
(краткое наименование раздела)
__________________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
Охрана труда
А.М. Парахин
АННОТАЦИЯ
Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста и состоит
из введения, обзора литературы, материалов и методов, собственных
исследований, главы охрана труда, прогнозирования чрезвычайных ситуаций
(ЧС), заключения, 18 приложений. Работа иллюстрирована 9 таблицами и 41
рисунком. Список литературы включает 71 источник, из них 6 иностранных
авторов.
Цель диссертационной работы – установить влияние паразитологического
загрязнения коммунально-бытовых вод на санитарно-паразитологическое
качество окружающей среды и заболеваемость населения Республики Саха
(Якутия) паразитарными болезнями.
В ходе исследования изучены технологические приемы очистки сточных
вод на станции биологической очистки стоков г. Якутска, и выявлены
приоритетные загрязнители. Освоена методика отбора проб и проведения
санитарно-химических, санитарно-паразитологических исследований, а также
проведения гидрохимического и гидробиологического анализа активного ила.
Проведена оценка степени микробиологического и паразитологического
загрязнения сточных вод
г. Якутска. Исследования выявили наличие яиц
возбудителя аскаридоза (Ascarididae), дифиллоботриоза (Diphyllobothrium
latum) в сточных водах, прошедших механическую и биологическую очистку на
СБОС г. Якутска. Проведен анализ зараженности населения паразитарными
заболеваниями в Республике Саха (Якутия) и РФ: энтеребиозом, лямблиозом,
аскаридозом и дифиллоботризом.
Установлено, что выраженное негативное влияние на санитарнопаразитологическое состояние р. Лена и эпидемическую ситуацию по
паразитозам в Якутии оказывает обсемененность коммунально-бытовых стоков
и как следствие поверхностных вод пропагативными формами био- и
геогельминтов.
ABSTRACT
The dissertation is presented on 161 pages of typewritten text and consists of
an introduction, review of literature, materials and methods, own research, chapter of
labor protection, emergency forecasting, conclusion, 18 appendices. The work is
illustrated with 9 tables and 41 figures. References include 71 sources, of which 6 are
foreign authors.
The goal of this research is to establish the parasitological pollution influence
of municipal wastewaters on the sanitary-parasitological quality environment and
parasitic diseases incidence of the population in the Republic of Sakha (Yakutia).
In the course of the research, technological methods of wastewater treatment at
a biological wastewater treatment plant in Yakutsk were studied, and priority
pollutants were identified. The methods of sampling and conducting sanitarychemical, sanitary-parasitological studies, as well as conducting hydrochemical and
hydrobiological analysis of activated sludge have been mastered. The degree of
microbiological and parasitological contamination of Yakutsk wastewater was
assessed. Study have revealed eggs presence of the causative agent of ascariasis
(Ascarididae), diphyllobothriasis (Diphyllobothrium latum) in wastewater that has
undergone mechanical and biological treatment at the station of biological sewage
treatment of Yakutsk. The analysis of the population infection with parasitic diseases
in the Republic of Sakha (Yakutia) and the Russian Federation: enterobiosis,
giardiasis, Ascaridosis and diphyllobothriasis were carried out.
It is established that a pronounced negative impact on the sanitaryparasitological state of Lena river and the epidemic situation on parasitic diseases in
Yakutia are contaminated by domestic sewage and, as a result, surface water by
propagative forms of bio- and geo-worms.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 8
1
БИОЛОГИЧЕСКОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ
ВОДОИСТОЧНИКОВ
В
РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ) (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ........................... 12
1.1 Санитарно–микробиологическое
загрязнение
поверхностных
водоисточников ....................................................................................... 12
1.2 Санитарно–паразитологическое
загрязнение
поверхностных
водоисточников ....................................................................................... 18
2
МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ (ДЕЗИНФЕКЦИИ И ДЕЗИНВАЗИИ)
СТОЧНЫХ ВОД .................................................................................................... 21
2.1 Физические методы обеззараживания сточных вод ............................ 21
2.2 Химические методы обеззараживания сточных вод ........................... 25
3
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ......................................... 31
3.1 Методика определения химического потребления кислорода (ХПК) в
пробах сточных вод титриметрическим методом с последующим
фотометрическим методом измерения ................................................. 33
3.2 Методика определения
массовой
концентрации растворенного
кислорода в пробах очищенных сточных вод йодометрическим
методом .................................................................................................... 36
3.3 Методика определения массовой концентрации жиров в пробах
сточной воды гравиметрическим методом........................................... 39
3.4 Методы определения санитарно-паразитологического загрязнения
сточных вод ............................................................................................. 42
3.5 Гидрохимический анализ активного ила .............................................. 47
3.5.1 Метод определения дозы ила по объему .................................... 47
3.5.2 Метод определения дозы ила по массе....................................... 48
3.5.3 Метод определения илового индекса ......................................... 51
3.5.4 Метод определения массовой доли золы активного ила .......... 51
3.5.5 Метод определения прозрачности надиловой воды ................. 53
3.6
4
Гидробиологический анализ активного ила ....................................... 54
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................................................... 58
4.1 Характеристика предприятия АО «Водоканал» г. Якутска ............... 58
4.2 Технология очистки сточных вод на станции биологической очистки
стоков (СБОС) г. Якутска....................................................................... 62
4.3 Анализ санитарно-химических показателей сточных вод на СБОС
АО «Водоканал» г. Якутска ................................................................... 77
4.4 Анализ микробиологических показателей сточных вод на СБОС АО
«Водоканал» г. Якутска .......................................................................... 82
4.5 Анализ санитарно-паразитологических показателей сточных вод и
осадков на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска .................................... 85
5
ОБЩАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ И РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ) ........................................ 89
6
БЕЗОПАСНОСТЬ
ХИМИЧЕСКИ
В
ЧС.
ОПАСНОМ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
ОБЪЕКТЕ
–
СКЛАД
АВАРИИ
НА
ХЛОРА
АО
«ВОДОКАНАЛ» Г. ЯКУТСКА ........................................................................... 99
7
ОХРАНА ТРУДА. АНАЛИЗ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ
ТРУДА (СОУТ) НА СБОС АО «ВОДОКАНАЛ» Г. ЯКУТСКА ................... 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 129
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ......................................... 132
ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................... 143
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Сброс неочищенных коммунальнобытовых стоков является причиной низкого качества питьевой воды и
фактором риска для здоровья человека. Очистка сточных вод является главной
и острой экологической проблемой в регионе.
Станция биологической очистки сточных вод (СБОС) г. Якутска – это
важнейший природоохранительный комплекс. Особенность очистки сточной
воды на СБОС г. Якутска заключается в том, что из-за суровых климатических
условий Якутии и вечной мерзлоты все сооружения очистки сточных вод
размещены в закрытых отапливаемых помещениях на свайном фундаменте.
Основным источником загрязнения поверхностных водоисточников в
Республике Саха (Якутия) является сброс загрязненных сточных вод.
Одной
из
причин,
из-за
которой
происходит
распространение
паразитарных болезней это несовершенство системы очистки сточных вод и их
осадков от возбудителей паразитозов.
Республика Саха (Якутия) занимает лидирующее место в РФ по
заболеваемости населения дифиллоботриозами. Дифиллоботриозы относятся к
паразитарным заболеваниям, для которых характерен водный путь передачи.
Следовательно, значимыми являются результаты наблюдений за очисткой
сточных вод, качеством воды поверхностных водных объектов, как одним из
основных факторов передачи паразитозов.
Цель.
Установить
коммунально-бытовых
вод
влияние
на
паразитологического
загрязнения
санитарно-паразитологическое
качество
окружающей среды и заболеваемость населения Республики Саха (Якутия)
паразитарными болезнями.
Для достижения поставленной цели были определены и поставлены
следующие задачи:
8
1. Отработать методологические и методические основы проведения
санитарно-паразитологического
анализа
сточных
вод
и
осадков
в
экстремальных климатических условиях (условия вечной мерзлоты).
2. Оценить уровень санитарно-химического, биологического загрязнения
городских сточных вод на станции биологической очистки г. Якутска.
3. Оценить
эпидемическую
ситуацию
по
уровню
заболеваемости
населения паразитарными болезнями в Республике Саха (Якутия).
4. Разработать концепцию минимизации экологических и эпидемических
рисков за счет совершенствования схем дезинвазии коммунально-бытовых
сточных вод.
5. Провести анализ специальной оценки условий труда
(СОУТ) на
станции биологической очистки стоков (СБОС) АО «Водоканал» г. Якутска.
6. Выполнить прогнозирование аварии на химически опасном объекте –
склад хлора АО «Водоканал» г. Якутска
Научная
заболеваемости
новизна.
Установлена
населения
паразитологическим
взаимосвязь
гельминтозами
качеством
объектов
с
и
взаимозависимость
фактическим
окружающей
санитарно-
среды.
Изучена
специфика санитарно-паразитологической очистки сточной воды на СБОС г.
Якутска в условиях вечной мерзлоты.
Практическая значимость. Полученные результаты научной работы
применимы в отношении очистных сооружений канализации при внедрении
новейших технологий по оптимизации процессов очистки коммунальнобытовых
стоков,
с
целью
предотвращения
процесса
диссеминации
возбудителей био- и геогельминтозов в поверхностных водоисточниках, для
которых характерен водный путь передачи.
На представленную работу получено два положительных заключения о
практическом внедрении:
Справка №284 о практическом использовании результатов научных
исследований Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий
академии наук РФ.
9
Отзыв о прикладном значении заявленного проекта ГУП АО
«Водоканал» г. Якутска.
Объект
исследования:
эколого-паразитологический
мониторинг
коммунально-бытовых сточных вод г. Якутска.
Предмет исследования: процесс диссеминации возбудителей био- и
геогельминтозов в поверхностных водоисточниках Республики Саха (Якутия).
Объект наблюдения: станция биологической очистки сточных вод
(СБОС) ГУП АО «Водоканал» г. Якутска.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы
доложены и обсуждены на 9 конференциях, в том числе 3 Международных, 5
Всероссийских и 1 региональной:
Всероссийская
научно-техническая
конференция
«Инновации
и
научно-техническое творчество молодежи» (2017 г.) (диплом II степени);
Всероссийская научная практическая конференция «Фундаментальные
и прикладные аспекты устойчивого развития ресурсных регионов» (г.
Новокузнецк 2017 г.) ;
VI международная научно-практическая конференция «Актуальные
проблемы сельского хозяйства горных территорий» секция «Экология и
рациональное природопользование» (Республика Алтай г. Горно-Алтайск 2017
г.);
Всероссийская
научно-техническая
конференция
для
студентов,
аспирантов и молодых ученых «Наука. Промышленность. Оборона» (НПО2018);
Региональная научная студенческая конференция «Интеллектуальный
потенциал Сибири РНСК-2018» (2018 г.) (диплом 1 степени);
Всероссийская научно-практическая конференция «Aspire to Science»
(2018 г.);
The 13th International Forum on Strategic Technology (IFOST – 2018) (13 –
й международный форум стратегических технологий –2018);
10
Всероссийская
научно-техническая
конференция
для
студентов,
аспирантов и молодых ученых «Наука. Промышленность. Оборона» (НПО2019);
57 – я Международная Научная Студенческая Конференция (МНСК2019) (Диплом III степени).
Работа заняла 1 место
на
Всероссийском конкурсе выпускных
квалификационных работ по профилю «Техносферная безопасность» (2017 г.)
(диплом I степени), а также удостоена серебряного сертификата в номинации
«Экология здоровья» в конкурсе международных проектов «Экологическая
культура. Мир и согласие» (г. Москва, 2019 г.).
Результаты НИРС поддержаны на Внутривузовском конкурсе научных
студенческих грантов НГТУ (2018 г.) (Грант: №019 – НСГ – 18) и Конкурсе на
присуждение премии мэрии города Новосибирска в сфере науки и инноваций.
(2019 г.) (Лауреат премии).
Публикация
материалов
исследований.
Основные
положения
и
практические рекомендации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 1
статья,
индексируемая
в
наукометрической
базе
SCOPUS,
2
статьи,
опубликованные в журналах списка ВАК, 1 статья, опубликованная в журнале,
входящей в ядро РИНЦ, 7 статей, опубликованных в журналах и сборниках,
индексируемых в РИНЦ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах
машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и
методов, собственных исследований, главы охрана труда, прогнозирования
чрезвычайных
ситуаций
(ЧС),
заключения,
приложений.
Работа
иллюстрирована 9 таблицами и 41 рисунком. Список литературы включает 71
источник, из них 6 иностранных авторов.
11
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОИСТОЧНИКОВ В
1
РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ) (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1
Санитарно – микробиологическое загрязнение поверхностных
водоисточников
Поверхностные водоемы в Республике Саха Якутия в основном
загрязняются в результате сброса в реки продуктов переработки полезных
ископаемых, коммунально-бытовых стоков и атмосферных выпадений [1].
Коммунально-бытовые стоки это сточные воды, образованные в
процессе
жизнедеятельности
человека,
удаляемые
из
образовательных,
медицинских учреждений, жилых и общественных зданий, и от бытовых
помещений промышленных предприятий. Коммунально-бытовые сточные воды
состоят из 60-70% органических веществ и 30-40% минеральных загрязнений в
нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях.
К минеральным
загрязнениям относят песок, глинистые частицы, растворенные в воде соли,
кислоты, щелочи. Кроме того, в коммунально-бытовых стоках содержится
огромное количество микроорганизмов, среди которых могут быть патогенные.
Это наиболее опасная в эпидемиологическом отношении часть загрязнений [2].
Во всех типах сточных вод содержатся патогенные микроорганизмы возбудители таких заболеваний как холера, дизентерия, брюшной тиф, паратиф
А и В, сальмонеллезы, вирусные гепатиты А и Е, полиомиелиты 1-3 типов,
энтеровирусные
лептоспироз,
и
аденовирусные
бруцеллез,
заболевания,
туберкулез,
туляремия,
амебиоз,
лямблиоз,
гельминтозы.
Болезни,
вызываемые данными микроорганизмами, разнообразны и в неблагоприятных
случаях могут приводить к серьезным последствиям для человека. По данным
ВОЗ, уже в 70-х годах структура заболеваемости двух третей населения Земли
свидетельствовала
о
явном,
преобладании
обусловленных загрязнением водоемов [3].
12
инфекционных
заболеваний,
Безопасность
воды
в
эпидемическом
отношении
определяют
микробиологические показатели.
Микробиологический анализ воды проводят с целью определения
содержания в воде бактерий, их видов и численности. Микробиологические
исследования сточной воды проводятся по следующим показателям: общие
колиформные бактерии, термотолерантные колиформные бактерии, колифаги,
патогенные стрептококки (возбудители гнойно-воспалительных процессов),
патогенная микрофлора.
Единицы
измерения
количества
микробов
делятся
на
колониеобразующие единицы (КОЕ/мл) и бляшкообразующие единицы
(БОЕ/мл). КОЕ/мл – количество жизнеспособных микробных клеток в
миллилитре.
БОЕ/мл
–
количество
вирусных
частиц
в
миллилитре,
используется при оценке вирусных частиц в среде.
Бактерии в воде в целом, выраженные общим микробным числом
включают
в
себя
группу
–
колиформные
бактерии
(в
том
числе
термотолерантные).
К
бактериям
группы
кишечной
палочки
относят
различных
представителей семейства Enterobacteriaceae, родов Escherichia, Citrobacter,
Enterobacter, Klebsiella и др. Это грамотрицательные, не образующие спор
палочки, сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа при 37±0,5 °С в
течение 24-48 ч или глюкозу с образованием кислоты и газа при такой же
температуре в течение 24 ч и не обладающие оксидазной активностью. По
международной классификации такие микроорганизмы относятся к общим
колиформным бактериям (ОКБ) [1].
Колиформные бактерии — это бактерии группы кишечной палочки
(БГКП), условно выделяемая по морфологическим и культуральным признакам
группа
бактерий
семейства
энтеробактерий,
используемая
санитарной
микробиологией в качестве маркера фекального загрязнения [4].
Термотолерантные колиформные бактерии – бактерии, которые способны
развиваться при более высоких температурах (44 — 45 °С), включают род
13
Escherichia и некоторые другие. Термотолерантные колиформные бактерии
обладают
всеми
признаками
бактерий
семейства
Enterobacteriaceae,
ферментируют лактозу с образованием альдегида, кислоты и газа при
температуре 44 °С в течение 24 ч [1].
Термотолерантные колиформные бактерии выделяются в отдельную
подгруппу в микробиологическом анализе, поскольку термотолерантность
быстро утрачивается и поэтому обнаружение бактерий с таким свойством
свидетельствуют о недавнем фекальном загрязнении. В большинстве случаев в
этой группе обнаруживается кишечная палочка Escherіchіa colі.
Колифаги – бактериофаги, которые заражают бактериальную клетку,
размножаются в ней и убивают еѐ. Колифаги обитают в колиморфных
бактериях. Наличие этих вирусов, живущих за счет бактерий, очень
нежелательно или допустимо лишь в пределах не более 10БОЕ/100мл. Для
человека они не страшны, но служат бактериальным индикатором состояния
воды.
Колифаги являются вирусами палочки Escherichia coli. Вирусные
частицы более устойчивы к окружающей среде, чем бактерии, в которых они
обитают, поэтому этот показатель качества служит достоверной меткой давнего
фекального загрязнения. Содержание колифагов свидетельствует о наличии
опасных для человека энтеровирусов в воде.
Патогенные
стрептококки
–
возбудители
гнойно-воспалительных
процессов различной локализации, а также смешанных и вторичных инфекций.
Фекальные стрептококки могут вызвать воспаление кишечника и мочеполовых
путей. Термин "фекальные стрептококки" относится к тем стрептококкам,
которые обычно присутствуют в экскрементах человека и животных.
Фекальные стрептококки редко размножаются в загрязненной воде и поэтому
могут использоваться при исследовании качества воды как дополнительный
индикатор эффективности очистки воды [5].
Сульфитредуцирующие
клостридии
(СРК)
–
это
крупные
грамположительные спорообразующие палочки, которые обладают свойством
14
восстанавливать сульфиты до сульфидов. Споры СРК имеют высокую
устойчивость в окружающей среде, поэтому их обнаружение в воде
свидетельствует
о
давнем
фекальном
загрязнении.
СРК
относятся
к
индикаторам биологического загрязнения воды: наличие их спор указывает на
возможное присутствие сходных по устойчивости цист и ооцист простейших и
жизнеспособных яиц гельминтов, что чрезвычайно важно для мониторинга
дифиллоботриозной инвазии среди рыб. Споры клостридий способны
существовать в воде значительно дольше, чем колиформные организмы, и они
более
устойчивы
к
обеззараживанию.
Их
присутствие
в
прошедшей
дезинфекцию воде может указывать на ее недостаточную очистку и,
следовательно, на то, что устойчивые к обеззараживанию патогенные
микроорганизмы могли не погибнуть.
Общее микробное число – это количественный показатель, отражающий
общее содержание мезофильных аэробных и факультативно анаэробных
микроорганизмов в 1 мл исследуемой воды. Данный тест имеет невысокую
ценность как индикатор присутствия патогенных микроорганизмов, тем не
менее, ОМЧ – 37°С является важным интегральным санитарным показателем,
который позволяет оценить общую микробную обсемененность [1].
Согласно [17] опасные по эпидемиологическому критерию сточные
воды, могут сбрасываться в водные объекты только после очистки и
обеззараживания до числа термотолерантных колиформных бактерий 100
КОЕ/100 мл, числа общих колиформных бактерий 100 КОЕ/100 мл и 500
КОЕ/100 мл и числа колифагов не более 10 БОЕ/100 мл.
На
основе
сбора
статистических
данных
с
2010
по
2015
г.
государственных докладов «О санитарно эпидемиологическом благополучии
населения Республики Саха (Якутия)», был установлен высокий уровень
содержания микроорганизмов в среднем течении р. Лена в границах г. Якутска,
результаты анализа представлены в таблице 1.
15
Таблица 1 – Результаты микробиологического анализа воды за 2010 – 2015 гг.
(место отбора – р. Лена в окрестностях г. Якутска)
Наименование
показателей
ед.
изм.
2010
2011
Общие колиформные
бактерии (ОБК)
КОЕ
в1л
264,2
Термотолерантные
КОЕ
колиформные бактерии в 1 л
(ТКБ)
Общее
микробное КОЕ
число
в 1 мл
206,7
2012
2015
Среднее
значение
за 20102015 гг.
2013
2014
40215,0 541,2
152,2
2213,8 3653,3
7839,9
40215,0 321,6
152,2
2213,8 3653,3
7793,8
18,7
21,3
19,8
21,3
29,8
29,2
23,3
Колифаги
БОЕ
в 100
мл
3,2
6,3
4,3
4,8
6,7
7,2
5,4
Споры
сульфитредуцирующих
клостридий
КОЕ
в 20
мл
2,9
3,3
2,4
1,6
1,3
0,2
1,93
За анализируемый период среди приоритетных микробиологических
загрязнителей р. Лена и ее притоков, нормативные значения были превышены
по общим колиформным бактериям в 1,5, термотолерантным колиформным
бактериям в 8 раз. Анализ выявил высокую степень загрязнения воды
колиформными микроорганизмами [1].
Превышение санитарно-микробиологических показателей в сточных
водах находит своѐ отражение в санитарном неблагополучии поверхностных
водоисточников.
На основе сбора статистических данных с 1999 г. по 2017 г.
государственных докладов «О санитарно эпидемиологическом благополучии
населения Республики Саха (Якутия)» прослежена динамика доли проб воды,
не соответствующих микробиологическим показателям в водоемах I и II
категории [6-16]. На рисунке 1.1 показано стабильное достоверное (R2=0,2)
снижение
процента
проб,
не
отвечающих
16
санитарно-гигиеническим
нормативам в водоемах I категории и недостоверное снижение (R2=0,28) в
водоемах II категории.
Все это является следствием отсутствия зон санитарной охраны на
источниках водоснабжения в большинстве населенных пунктов республики и
сброса неочищенных бытовых сточных вод.
В 2017 году по сравнению с 1999 годом доля проб воды водоемов 1-й
категории с превышением гигиенических нормативов по микробиологическим
показателям снизилась на 9,3%, а водоемов 2-й категории – увеличилась на 6%.
y = -0,177x2 + 3,174x + 20,91
R² = 0,279
50
40
30
20
10
y = -0,083x2 + 0,648x + 26,40
R² = 0,615
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
Доля проб воды, не соответствующих
микробиологическим показателям
%
60
водоемы 1 категории
Годы
водоемы 2 категории
Рисунок 1.1 – Динамика нестандартных по микробиологическим показателям
проб воды в водоемах I и II категории Республики Саха (Якутия) в период с
1999 – 2017 гг.
На протяжении десятков лет, все поверхностные водоисточники
Республики Саха (Якутии) подвергались антропогенному воздействию с
различной степенью интенсивности. В последние годы наблюдается снижение
сброса сточных вод от промышленных предприятий, в результате которого
санитарное
состояние
большинства
17
водоемов
стабилизировалось,
но
продолжает
оставаться
неудовлетворительным.
Приведенные
данные
свидетельствуют об ухудшении качественных показателей воды водоемов. В
ряде
административных
территорий
наблюдается
высокий
уровень
химического и микробиологического загрязнения водоемов в результате сброса
неочищенных производственных и бытовых сточных вод.
1.2
Санитарно-паразитологическое загрязнение поверхностных
водоисточников
Основными причинами, благодаря которым происходит попадание
возбудителей инвазионных заболеваний в воду, являются выделения больных
(носителей) людей и животных, а также несовершенство системы очистки
сточных вод и их осадков от возбудителей паразитозов. Соответственно, чем
выше степень загрязнения водного объекта выделениями человека и животных,
тем выше вероятность нахождения в нем патогенных микроорганизмов, и тем
опаснее этот объект в эпидемическом отношении.
В соответствии с [17] в целях охраны водных объектов от загрязнения не
допускается сбрасывать в водоемы сточные воды, которые содержат
возбудителей
инфекционных
заболеваний
бактериальной,
вирусной
и
паразитарной природы. Очищенная сточная вода, сбрасываемая в водоем не
должна содержать: возбудителей кишечных инфекций, в 25 л воды
жизнеспособных яиц гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол),
онкосферы
тениид,
жизнеспособные
цисты
патогенных
кишечных
простейших.
Одним из маркеров санитарно-паразитологического неблагополучия
водоисточника служит обнаружение цист лямблий.
Цисты лямблий (Gardia Lamblia Cyst) овальной формы, размером 8-14
мкм в длину и 7-10 мкм в ширину.
По данным ВОЗ, ежегодно лямблиями заражаются около 200 млн.
человек в мире. Интенсивный показатель на 100 тыс. населения в России – 90
(среди всего населения) и 350 (среди детей до 14 лет).
18
Для заражения лямблиозом достаточно, чтобы в организм попало 10 цист
лямблий. В организме человека лямблии существуют в двух формах. В виде
вегетативной формы они находятся преимущественно в верхних отделах
тонкой кишки, где лямблии питаются продуктами расщепления пищи. При
попадании в толстую кишку лямблии превращаются в цисты, которые затем
выделяются во внешнюю среду.
Отсутствие в воде цист лямблий является важным показателем того, что
вода очищена от ряда других простейших, таких как покоящиеся стадии
Cryptosporidium, амеб, личинки Diphyllobothrium latum, а также энтеровирусов,
которые обладают более высокой устойчивостью к обеззараживанию, чем
колиформные и термотолератные колиформные организмы (E.Coli). Отсутствие
в воде колиформных и термотолерантных колиформных микроорганизмов не
является гарантией микробиологической безопасности воды.
Показатель доли нестандартных проб воды служит одним из маркеров,
который
обозначает
неблагоприятную
санитарно-паразитологическую
ситуацию.
Данные государственных докладов «О состоянии эпидемиологического
благополучия населения в Республике Саха (Якутия)» свидетельствуют, что
статистика загрязненности водоемов I и II категории по санитарнопаразитологическим показателям фиксировалась лишь с 2006 г.
На основе анализа статистических данных с 2006 г. по 2017 г.
государственных докладов «О санитарно эпидемиологическом благополучии
населения Республики Саха (Якутия)» была прослежена динамика доли проб
воды, не соответствующих по паразитологическим показателям в водоемах I и
II категории в Республике Саха (Якутия), которая представлена на рисунке 1.2.
Данный показатель определяет качество воды питьевого и культурно-бытового
назначения для рек I категории и рыбохозяйственного назначения для рек II
категории.
Мониторинг качества воды в водоемах I и II категории в Республике Саха
(Якутия)
в
период
2006
–
2017
19
гг.
указывает
на
сохраняющуюся
неоднозначность санитарно-паразитологической ситуации, сложившейся в
регионе.
Доля пробводы, не соответствующих
паразитологическим показателям
14
y = -0,038x2 - 0,318x + 8,113
R² = 0,541
12
10
8
6
y = -0,048x2 + 0,371x + 4,040
R² = 0,093
4
2
0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Годы
Доля проб воды в водоемах 1 категории
Доля проб воды в водоемах 2 категории
Рисунок 1.2 – Динамика нестандартных по паразитологическим показателям
проб воды в водоемах I и II категории Республики Саха (Якутия) в период с
2006 –2017 гг.
Согласно официальным статистическим данным доля проб воды, не
соответствующих по паразитологическим показателям в водоемах I категории
уменьшилась в 5,7 раз, а водоемах II категории увеличилась в 1,6 раза. Однако
при этом отмечаемая нисходящая динамика количества нестандартных проб, по
нашему
мнению,
не
является
достоверной
(R2=0,54)
(R2>0,6).
На
неоднозначность статистических данных указывает и то, что в 2016 году, по
сравнению с 2015 г. на 67,5% возросло обнаружение расселительных форм
паразитов в зоне санитарной охраны источников водоснабжения – 1,14 % и 0,77
% случаев соответственно [6-16].
20
МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ (ДЕЗИНФЕКЦИИ И
2
ДЕЗИНВАЗИИ) СТОЧНЫХ ВОД
На
сегодняшний
день
современные
методы,
применяемые
для
обеззараживания сточных вод делятся на физические, химические, и физикохимические.
К физическим методам относится обеззараживание при помощи
ультрафиолетового (УФ) и ультразвукового (УЗ) облучения.
Среди химических способов обеззараживания сточных вод
наиболее
распространено хлорирование и добавление в воду различных химических
реагентов-окислителей. В качестве окислителей применяются хлор и его
производные, озон, пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция. На
практике чаще всего используют хлор, гипохлорит натрия или озон. При
выборе окислителя необходимо учитывать некоторые факторы, которые
влияют на эффективность очистки, способность окислителей к реакциям
замещения, в результате которых могут образовываться токсичные вещества,
среди которых наиболее опасные галогенизированные углеводороды [18].
Эффективность применения каждого метода и затраты на его реализацию
зависят от общего содержания органических и концентрации взвешенных
веществ в обрабатываемой воде, температуры и рН, начальной концентрации
бактерий и вирусов. Каждый из методов характеризуется определенной
интенсивностью воздействия на обрабатываемую воду – дозой реагентов или
излучений.
2.1
Физические методы обеззараживания сточных вод
Одним из известных физических методов обеззараживания сточных вод
является ультрафиолетовое (УФ) облучение, не вызывающее образования
вторичных продуктов и высокоэффективное для инактивации микрофлоры [19].
УФ – обработка является одним из наиболее эффективных и доступных
методов
физического
обеззараживания
21
сточной
воды.
Используемые
ультрафиолетовые лучи — это невидимое электромагнитное излучение с
длиной волны около 255 нм. Данная длина волны оказывает максимально
негативное воздействие на бактерии и вирусы, разрушая их ДНК, что приводит
к невозможности размножения микроорганизмов. Эффект обеззараживания
основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200-300 нм
на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микроорганизмов, он
обусловлен фотохимическим реакциями, в результате которых происходят
необратимые повреждения ДНК и других структур клетки. Бактерицидный
эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую
бактерию [20].
Применяемые в Российской Федерации дозы УФ – облучения потока в 30
мДж/см2 для коммунально-бытовых и промышленных стоков не обеспечивают
необходимой
инактивации
Обусловлено
это
всех
естественным
видов
патогенной
процессом
микрофлоры
эволюции
–
[21].
повышением
устойчивости микрофлоры к воздействию ультрафиолета, а также хлора и
озона. Микробиологи ведущих научных центров по всему миру показывают в
своих работах, что за последние 15 - 20 лет устойчивость патогенной
микрофлоры к хлору повысилась в 5 раз, к озону - в 2 - 3 раза, к ультрафиолету
- в 4 раза [22,23]. По этой причине в экономически развитых странах
минимальная доза воздействия УФ-облучения определена в 40 мДж/см2, а во
всех проектируемых станциях по очистке сточных вод закладывается доза УФоблучения 70…100 мДж/см2 [24].
Российскими учеными более 10 лет проводились работы по оценке
эффективности воздействия ультрафиолета на яйца гельминтов и цист
патогенных кишечных простейших, находящихся в водной среде. Установлено,
что оптимальная инактивирующая доза УФ-облучения при использовании
производственных установок технологии УФ для протозойных патогенов
находится в пределах 35-40 мДж/см2, а для яиц гельминтов в диапазоне 65
мДж/см2 [25].
22
Ультрафиолетовый
метод
обработки
сточной
воды
является
безреагентным и экологически чистым, по сравнению с химическими методами
обеззараживания, требует меньше капиталовложений и эксплуатационных
затрат. Это связано с небольшими затратами электроэнергии, отсутствием
необходимости в специальном обслуживающем персонале; с отсутствием
организации специальных мер безопасности.
При УФ-обеззараживании
химический состав воды остается неизменным, в отличие от окислительных
методов. Степень УФ-дезинфекции экспоненциально растет с увеличением
дозы УФ-излучения, поэтому незначительное увеличение УФ-мощности при
заданном расходе обрабатываемой воды в несколько раз повышает степень
дезинфекции. Недостаток метода УФ-обработки сточной воды – при
длительной эксплуатации, высоких концентрациях бактерий и при наличии в
воде большого количества загрязнений органического и минерального состава
происходит загрязнение кварцевых чехлов ламп, поглощение и рассеивание УФ
– излучения [19].
Обеззараживаемая ультрафиолетовыми лучами сточная вода должна быть
очищена и иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах
интенсивность проникания УФ-лучей быстро затухает. Опыт эксплуатации
промышленных УФ-систем на различной воде показал, что приемлемыми с
эксплуатационной и энергетической точек зрения являются сточные воды с
содержанием взвешенных частиц не более 30 мг/дм3, цветностью не более 500 600, содержанием железа не более 2 - 3 мг/дм3. Эти характеристики определяют
границу конкурентоспособности УФ-дезинфекции. При эксплуатации УФсистем, крупные установки снабжаются автоматической системой очистки,
осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с
добавлением пищевых кислот. В других случаях применяется механическая
очистка [20].
Безреагентным
методом
обеззараживания
воды
также
является
ультразвуковая (УЗ) обработка. Достоинством применения метода УЗобеззараживания является его нечувствительность к таким факторам, как
23
высокая мутность и цветность воды, количество микроорганизмов и
присутствие в воде растворенных веществ [26].
Ультразвук производится пьезоэлектрическим или магнитострикционным
генератором. При обеззараживании воды ультразвуком в сточной воде
возникают короткоживущие парогазовые полости, которые появляются в
момент снижения давления в воде и схлопываются при сжатии воды. Скорость
схлопывания очень высокая, и в области точек схлопывания возникают
высокие температура и давление порядка тысяч атмосфер. Парогазовые
полости возникают на неоднородностях, в качестве которых могут служить
бактерии, которые, при схлопывании пузырька, оказываются в центре
схлопывания,
происходит
механические
повреждение
бактерий.
Также
одновременно при схлопывании в полостях образуются активные радикалы.
При высоких температурах около 0,01 % молекул воды внутри пузырька
диссоциируют на водородные и гидроксильные радикалы, также образуются
пероксильные радикалы и происходит рекомбинация радикалов с образованием
пероксида водорода. Гидроксильный радикал считается важным окисляющим
агентом, обеспечивающим инактивацию клетки [27].
Образующиеся гидроксильные радикалы инактивируют клетку по двум
механизмам:
окисление
и
разрушение
клеточной
стенки
и
разрыв
цитоплазматической мембраны с последующей дезинтеграцией клетки; и их
диффузия в клетку, приводящая к инактивации ферментов, повреждению
органелл, нарушению синтеза белка [28].
Известно, что инактивация 100% клеток E. coli при их исходной
численности 103 - 104 КОЕ/мл происходит за 10-25 минут обработки
соответственно при мощности УЗ-установки 30 Вт и частоте 1,7 МГц [29].
Совместное
использование
технологии
ультрафиолетовой
и
ультразвуковой дезинфекции сточной воды позволяет достичь полного
паразитоцидного эффекта. При совместном воздействии ультразвука и
ультрафиолета на сточные воды происходит
дробление бактериальных
кластеров на более мелкие элементы, разрушение микроорганизмов и
24
преобразование органических фаз, а также непрерывное вирулицидное
воздействие ультрафиолета, приводящее к невозможности размножения
микроорганизмов.
Кроме
того,
ультразвуковые
колебания,
распространяющиеся в водной среде, заставляют колебаться все внутренние
поверхности, что препятствует биообрастанию и соляризации поверхности
ультрафиолетовых ламп [30,31]. При совмещенном методе одновременно
происходит
ряд
процессов,
поддерживающих
постоянный
уровень
обеззараживания сточной воды в течение всего срока службы ламп и
ультразвуковых преобразователей. Это позволяет повысить эффективность
обработки
и
практически
полностью
уничтожить
любые
формы
микроорганизмов, вирусов и простейших [32-33].
В настоящее время популярность набирают и другие физические методы
обеззараживания такие, как кавитационная обработка, обработка воды
ускоренными электрическими зарядами, электрическими разрядами малой
мощности,
переменным
термообработка,
электрическим
микрофильтрование,
током,
магнитная
обеззараживание
при
обработка,
помощи
ионизирующего излучения. Многие из вышеперечисленных методов находятся
на стадии научных разработок и используются крайне редко по ряду причин:
высокая энергоемкость, сложность оборудования, а также из-за не изученности
образующихся в процессе обработки воды соединений [34,35].
2.2 Химические методы обеззараживания сточных вод
В настоящее время одним из самых распространенных химических
методов обеззараживания воды является хлорирование. Для дезинфекции
стоков используются газообразный хлор Сl2, диоксид хлора ClО2, гипохлорит
натрия NaCIO и гипохлорит кальция Ca(CIO)2, а также хлорные агенты,
получаемые методом электролиза.
Наиболее широко из хлорсодержащих дезинфектантов используется
диоксид хлора, который имеет высокую бактерицидную и вирулицидную
активность
по
сравнению
с
другими
25
соединениями
хлора.
Высокий
дезинфицирующий эффект ClO2 проявляется в дозах от 0,1 до 0,5 мг/дм3, в
зависимости от концентрации загрязняющих веществ. Высокое содержание в
сточной воде органических соединений во взвешенном и растворенном
состоянии уменьшает инактивирующее действие диоксида хлора, и для
надежной дезинфекции требуется повышение дозы реагента в 2-4 раза.
Применение ClO2 при обеззараживании сточной воды имеет ряд недостатков:
образование
хлоритов
и
хлоратов,
которые
отнесены
к
метгемоглобинобразующим соединениям, а также сложность и высокая цена
получения диоксида хлора, его взрывоопасность. Диоксид хлора имеет
высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, несмотря на это
известно существование хлоррезистентной микрофлоры: хлорустойчивых форм
E.coli,
Pseudomonodaceae,
Klebsiellae,
Proteae,
Legionella
являющихся
стабильными контаминантами городских сточных вод.
При хлорировании могут образоваться опасные хлорорганические
соединения: тригалогенметаны, хлорфенолы, хлорамины, а также диоксины,
образующиеся при взаимодействии природных фенольных соединений,
находящихся в воде с хлором. Вышеперечисленные хлорорганические
соединения,
обладают
высокой
токсичностью,
мутагенностью
и
канцерогенностью. Недостаток хлорирования при очистке сточных вод это
необходимость обеспечения высокой степени безопасности и надежности при
эксплуатации и хранении хлора. Безопасной, недорогой и равноценной по
дезинфицирующей способности альтернативой жидкому хлору является
гипохлорит натрия.
Основным дезинфицирующим агентом при дезинфекции сточной воды
гипохлоритом натрия (NaOCl) и хлором (Cl2) является хлорноватистая кислота
(HOCl).
При растворении хлора в воде происходит его гидролиз и снижение pH
воды, увеличение концентрации сильного антимикробного агента - HOCl:
Cl2 + H2O ↔ HOCI + HCI
26
(1)
Растворение в воде гипохлорита натрия сопровождается его гидролизом
по аниону и повышением ее рН, ввод гипохлорита в воду приводит к обратному
эффекту, поскольку гипохлорит натрия является солью сильного основания
(NaOH) и слабой кислоты (HOCl):
NaOCl + H2O ↔ NaOH + HOСl,
(2)
Далее, в зависимости от начального значения рН воды, может иметь
место реакция диссоциации:
HOCI ↔ OCI‾ + H+.
(3)
Химически чистый гипохлорит натрия – это лабораторная редкость. Даже
в самом высококачественном 19-ти процентном растворе гипохлорита натрия
марки А (ГОСТ 11086-76) помимо солевого балласта содержится до 20 г/л
гидроксида натрия [19]. Это значит, что если в 1 м3 воды с нейтральным pH=7
внести 1 г. активного хлора в виде раствора гипохлорита марки А, то при
концентрации активного хлора 1 мг/л ее рН увеличится, как минимум, на одну
– полторы единицы. Это означает, что антимикробное действие активного
хлора в воде с рН = 8 проявится в 300 раз слабее, чем действие активного хлора
в воде с рН = 7.
В соответствии с принципом Ле-Шателье и законом действующих масс
для скорости химических реакций при обеззараживании воды равными дозами
по активному хлору щелочного гипохлорита и кислой хлорной воды, при
одинаковом
конечном значении
рН
обеззараженной
воды
соединения
активного хлора в воде будут преимущественно представлены малоактивными
гипохлорит-ионами и хлорноватистой кислотой соответственно.
Необходимо отметить существенный недостаток обеззараживания стоков
при помощи гипохлорита натрия, вместе с ним в воду поступают соли и
щелочи,
что
вызывают
коррозию
металла
трубопроводов,
отложение
минеральных осадков, способствуют образованию побочных продуктов
хлорирования.
В настоящее время поднимается вопрос о необходимости отказа от
хлорирования сточных вод при их очистке. Согласно [17] сточные воды,
27
сбрасываемые
в
водоемы,
содержащие
возбудителей
инфекционных
заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы, опасные по
эпидемическому критерию, должны быть обеззаражены, а количество
остаточного хлора в них не должно превышать 1,5 мг/дм3. Остаточный хлор
токсичен для фауны водоемов, приводит к практически полному прекращению
процессов их самоочищения, по этой причине администрация многих штатов
США в конце 70-х гг. приняли ряд требований, ограничивающих остаточную
концентрацию хлора до 0,1 мг/дм3.
Одним из распространенных химических методов обеззараживания с
использованием соединений кислорода является озонирование. Озонирование
является многофункциональным и универсальным методом очистки стоков и
водоподготовки.
Озон (О3) — аллотропная модификация кислорода, сильнейший
окислитель. При нормальных условиях – это газ с голубой окраской и
характерным запахом, который ощущается при концентрации озона 10 -7-10-8 %.
Чистый озон — взрывоопасное вещество, при концентрации в воздухе и
кислородных смесях менее 10 % взрывоопасность минимальна. Озон обладает
сильным
бактерицидным,
вирулицидным
и
спороцидным
действием.
Бактерицидное действие озона основано на разрыве свободным кислородом
органических соединений при взаимодействии с ними. В реакциях разрушения
органических соединений участвуют и свободные радикалы, образующиеся при
разложении озона в воде. Благодаря высокому окислительному потенциалу
озон вступает во взаимодействие со многими минеральными и органическими
веществами, разрушает клеточные мембраны и стенки, окислительновосстановительную
систему
бактерий
и
их
протоплазму,
приводя
к
инактивации микроорганизмов. Метод озонирования сточных вод эффективно
удаляет споры, патогенные микроорганизмы и вирусы. Озон окисляет
компоненты стенки клетки еще до проникновения внутрь микроорганизма и
окисления цитоплазматических структур. Обеззараживание сточных вод
озоном позволяет получить более высокую степень очистки, обезвредить
28
различные
токсичные
соединения.
Дезинфекция
воды
озоном
имеет
значительные преимущества перед хлорированием. При введении озона в воду
происходит окисление ферментов бактериальных клеток, а также органических
веществ, обусловливающих цветность, привкус и запах. В процессе обработки
воды происходят реакции окисления органических примесей воды и частичное
ее обеззараживание. Кроме того, озон сам по себе, или в комбинации с
гидроксид-радикалами,
эффективен
против
большинства
органических
трудноокисляемых соединений, которые разлагаются, образуя безвредные
вещества. Наиболее широко применяется O3 в качестве окислителя вместо Сl2
при обеззараживании питьевой воды и промышленных сточных вод в США и
Японии. Озон в США широко применяется на сооружениях доочистки сточных
вод после их биохимической очистки. Обеззараживание сточных вод озоном
целесообразно применять после ее очистки, обеспечивающей снижение
содержания взвешенных веществ не менее чем до 3-5мг/дм3 и БПКполн до 10
мг/дм3 [23].
В воде озон разлагается по радикальному механизму, который
сопровождается образованием перекисных соединений и свободных радикалов
ОН, НО2, обладающих высокой химической активностью. Использование озона
в более широких масштабах может быть основано на меньшей опасности для
водоема, остаточный растворенный озон полностью разлагается за 10 мин.
Озон в качестве дезинфектанта для обработки коммунально-бытовых стоков
может обеспечить высокую степень обеззараживания и улучшить качество
очищенной воды. Преимущественные недостатки при обеззараживании озоном
образование токсичных побочных продуктов, низкая растворимость озона,
высокая токсичность и взрывоопасность. Озонирование сточных вод может
способствовать вторичному росту микроорганизмов, вследствие образования
биоразлагаемых органических соединений в воде, являющихся доступными
источниками углерода для бактерий [36].
Таким образом, озон целесообразно с экономической и экологической
точки зрения использовать для обработки коммунально-бытовых стоков, если
29
невозможно применить по каким-либо причинам хлор, либо его содержание в
стоках недопустимо, а также необходимо одновременно с обеззараживанием
улучшить
качество
воды
и
предотвратить
образования
в
результате
набирает
в
качестве
хлорирования канцерогенных соединений.
Популярность
в
настоящее
время
обеззараживающего агента пероксид водорода H2O2, который обеспечивает
экологически
чистый процесс обеззараживания
воды без образования
токсичных побочных продуктов, но в высоких концентрациях. Высокая доза
пероксида водорода в качестве дезинфектанта приводит к большим затратам и
сбросу с его повышенным содержанием сточных вод.
Снизить уровень затрат, времени на обеззараживание коммунальнобытовых вод можно путем комбинации различных дезинфектантов, а также
физических и химических методов.
30
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3
Работа выполнена на кафедре безопасности труда Новосибирского
государственного
технического
университета,
на
базе
института
экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Сибирского
федерального
научного
центра
агробиотехнологий
РАН,
в
химико-
бактериологической лаборатории станции биологической очистки стоков АО
Водоканал г. Якутска в 2015 -2019 гг.
В
диссертационной
работе
использовали
монографические,
эпидемиологические, санитарно-паразитологические, санитарно-химические,
статистические и гидрохимические методы исследования.
При отборе проб руководствовались ГОСТ 31942-2012 (ISO 19458:2006)
«Вода. Отбор проб для микробиологического анализа» и «Методическими
указаниями по отбору проб для анализа сточных вод» ПНД Ф 12.15.1–2008
[37,38].
В ходе выполнения работы освоены общепринятые методы санитарнохимического анализа сточной воды: гравиметрический, титриметрический,
йодометрический, флуорометрический, фотометрический. Проведены анализы
на спектрофотометре и анализаторе жидкости «Флюорат-02», на которых были
определены такие показатели, как химическое потребление кислорода (ХПК),
количество
растворенного
кислорода,
цинк,
алюминий,
фенолы,
нефтепродукты, анионные поверхностно-активные вещества (АПАВ), медь,
сульфаты и фосфаты в пробах сточной воды.
Освоены санитарно-паразитологические методы анализа сточной воды и
донных осадков.
Проведен гидрохимический анализ активного ила, при проведении
которого были определены доза ила, влажность и зольность, прозрачность
надиловой жидкости и иловый индекс. Гидрохимический анализ активного ила
проводили по методикам Капитоновой В.Г «Методики гидрохимического
анализа активного ила» (Москва, 2016).
31
При проведении санитарно-химических исследований руководствовались
следующими методиками:
ПНД Ф 14.1:2:4.210-05 Количественный химический анализ вод.
Методика измерений химического потребления кислорода (ХПК) в пробах
питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом на анализаторе
жидкости «Флюорат-02»;
ПНД Ф 14.1:2:3.101-97 Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации растворенного
кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод йодометрическим
методом;
ПНД Ф 14.1:2:4.257-10 Методика выполнения измерений массовой
концентрации
меди
в
пробах
природных,
питьевых
и
сточных
вод
флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
ПНД Ф 14.1:2:4.183-02 Методика выполнения измерений массовой
концентрации цинка в пробах природной, питьевой и сточной воды
флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
ПНД Ф 14.1:2:4.182-02 Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовых концентраций фенолов в пробах
питьевых, природных и сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
ПНД Ф 14.1:2:4.128-98 Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в
пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
ПНД
концентрации
Ф
14.1:2:4.158-2000
анионных
Методика
поверхностно-активных
измерений
веществ
массовой
в
пробах
природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
32
ПНД Ф 14.1:2:4.181-02 Методика выполнения измерений массовой
концентрации алюминия в пробах природной, питьевой и сточной воды
флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»;
ПНД Ф 14.1:2.240-07 Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовых концентраций сульфат-ионов в
природных и сточных водах гравиметрическим методом;
ПНД Ф 14.1:2.122-97
Количественный химический анализ вод.
Методика измерений массовой концентрации жиров в поверхностных и
сточных водах гравиметрическим методом;
ПНД Ф 14.1:2.114-97 Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в
пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом [3949].
При оценке эпидемической ситуации по паразитарным заболеваниям
использовались
показатель
показатели
заболеваемости
заболеваемости
(СМПЗ).
(ПЗ),
Материалы
средний
из
многолетний
информационного
бюллетеня по паразитарным заболеваниям за 2008 -2017 гг. были представлены
Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав
потребителей и благополучия человека по Республике Саха (Якутия), а также
собраны и
обработаны из
Государственных докладов «О санитарно-
эпидемиологической обстановке» в Российской Федерации и Республике Саха
(Якутия) за 2000-2018 гг.
3.1
Методика определения химического потребления кислорода (ХПК) в
пробах сточных вод титриметрическим методом с последующим
фотометрическим методом измерения
Титриметрический анализ основан на точном измерении количества
реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом.
Принцип метода
определения химического потребления кислорода
основан на окислении органических веществ избытком бихромата калия в
33
растворе серной кислоты при нагревании в присутствии катализатора –
сульфата серебра. Остаток бихромата находят титрованием раствором соли
Мора
и по разности определяют количество K2Cr2O7, израсходованное на
окисление
органических
веществ
с
последующим
фотометрическим
измерением увеличения оптической плотности растворов при длине волны 620
нм.
Определению
мешают
хлориды,
влияние
которых
устраняется
добавлением сернокислой ртути.
При
помощи
титриметрического
и
фотометрического
метода
исследования мы провели количественный химический анализ химического
потребления кислорода в пробах сточной воды.
Фотометрический метод измерений основан на реакции взаимодействия
бихромат-ионов с органическими компонентами пробы в кислой среде при
нагревании в присутствии катализатора – сульфата серебра. Концентрацию
ионов хрома измеряют на анализаторе жидкости «ФЛЮОРАТ-02». Вычисление
значения ХПК происходит автоматически при помощи градуировочной
зависимости, заложенной в память анализатора.
В ходе исследований были также освоены флуориметрические методы,
которые принципиально не отличаются от фотометрических и являются
разновидностью
оптических
методов.
Однако
чувствительность
флуориметрических методов несколько выше, чем фотометрических. Данный
метод анализа основан на возбуждении электронных спектров испускания
молекул определяемого вещества при внешнем УФ-облучении и измерении
интенсивности их фотолюминесценции.
Отбор проб проводится до очистки сточной воды и после очистки , объем
отобранной сточной воды должен быть не менее 0,1 дм3 [39].
Анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ-02-3М» - фильтровый флуориметр,
предназначен для выполнения рутинных измерений объектов, для которых
предварительно
установлены
спектральные
фотолюминесценции (см. рисунок 3.1).
34
характеристики
В
основу
работы
прибора
положен
фотометрический,
флуориметрический и хемилюминесцентный методы измерения массовой
концентрации органических и неорганических веществ в области спектра – 250900 нм.
Рисунок 3.1 – Анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ-02-3М»
На рисунке 3.2 приведен Алгоритм определения в пробе сточной воды
химического потребления кислорода (ХПК) титрованием с последующим
фотометрическим методом измерения на анализаторе жидкости «Флюорат-023М».
35
Приготовление
растворов,реактиво
в
Отбор 2 см3
тщательно
перемешанной
пробы
Добавление
реактивов 0,5 см3
K2Cr2O7, 3 см3
раствора Ag2SO4 в
H2SO4 конц., 0,05 г
HgSO4
Приготовление
растворов для
установления
градуировочной
характеристики
Минерализация 2
часа при
температуре 150 °С
Перемешивание и
охлаждение
Фотометрование при
длине волны 620 нм
Построение
градуировочной
характеристики
Обработка
результатов анализа
Рисунок 3.2 - Алгоритм определения в пробе сточной воды химического
потребления кислорода (ХПК) титрованием с последующим фотометрическим
методом измерения на анализаторе жидкости «Флюорат-02-3М»
3.2
Методика определения массовой концентрации растворенного
кислорода в пробах очищенных сточных вод йодометрическим методом
Титриметрический
метод
определения
массовой
концентрации
растворенного кислорода основан на его реакции гидрооксидом марганца (II) в
36
щелочной среде, который связывает кислород, переходя в соединение марганца
(IV) Mn(OH)2 до Mn(OH)4. При подкислении пробы в присутствии избытка
йодида калия
содержанию
KI образуется
растворенного
йод, количество
кислорода
и
которого
эквивалентно
определяется
титрованием
(титриметрический метод) раствора тиосульфата натрия.
Определению кислорода мешают взвешенные и органические вещества,
нитриты, Fe2+, Fe3+ и другие восстановители и окислители. Точность
определения в области >1 мг О2/л составляет 0.5-1%. Для концентрации ~0.5 мг
О2/л ошибка равна 10-20%. Предел обнаружения методики составляет 0,05 мг
О2/л. [40]
Алгоритм определения массовой концентрации растворенного кислорода
в пробах очищенных сточных вод йодометрическим методом приведен на
рисунке 3.3.
37
Приготовление
растворов,
реактивов
Добавление в 50 см3
пробы 0,5 см3
раствора кислоты, 0,2
г KI , неск. капель
раствора крахмала
Голубая окраска –
наличие
оксилителей,
свободного хлора,
гипохлорита,
нитритов и.т.д
Взбалтывание
Бесцветный раствор
– наличие
восстановителей.
Добавляем 0,2 см3
раствора йода
Отстаивание 20-30
мин.
Сифоном отбираем в
колбу прозрачную
часть сточной воды
Добавление 5 см3
серной кислоты.
Появляется желтый
окрас.
50 мл пробы
переливаем в
коническую колбу
Добавляем 1 мл
MgCl2, 1 мл KI
Взбалтывание.
Отстаивание в темном месте.
Появляется оранжевый
осадок.
Титрование Na2S2O3
0,02 моль/дм3 и
крахмал 1 мл
Обработка
результатов анализа
Рисунок 3.3 – Алгоритм определения массовой концентрации растворенного
кислорода в пробах очищенных сточных вод йодометрическим методом
38
3.3
Методика определения массовой концентрации жиров в пробах
сточной воды гравиметрическим методом
Гравиметрический метод анализа основан на точном измерении массы
вещества, выделенного в виде соединения известного состава или в
элементарном виде. Данный метод основывается на законе сохранения массы
вещества в химических реакциях. Для определения веществ методом
гравиметрии используют осаждение или отгонку. При отгонке определяемое
вещество отгоняют в виде летучего соединения.
При анализе вещества по методу осаждения определяемый компонент
выделяют
в
осадок,
который
затем
отфильтровывают,
промывают,
высушивают, иногда прокаливают до постоянной массы и взвешивают на
аналитических весах. Количество осадка эквивалентно количеству вещества,
вступившего в реакцию, по количеству осадка
рассчитывают количество
исходного вещества.
Данным методом были определены жиры в пробах (по 500 мл) сточной
воды до очистки и после вторичных отстойников [48].
Алгоритм определения массовой концентрации жиров в пробах сточной
воды гравиметрическим методом приведен на рисунке 3.4. На рисунке 3.5
показаны бюксы – вспомогательные средства для взвешивания. Процесс
экстрагирования жиров в пробе сточной воды на рисунке 3.6.
39
500 мл пробы
помещаем в
делительную воронку
Добавление 2-3 г
хлорида натрия и 25
мл петролейного
эфира
Всплывают жиры
Выпускаем газ.
Экстрагируем.
Сливаем жидкость.
Жиры сливаем в
колбу 100 мл.
Отстаивание 30 мин.
До полного
обезвоживания.
Переливаем в
цилиндр 50 мл и
фильтруем через
желтую ленту
Добавление 1 г
сульфата натрия
Na2SO4
Выпаривание на
плите в фарфоровой
чаше 30 мин.
Помещаем в
сушильный шкаф
Взвешиваем
Обработка результатов
анализа
Рисунок 3.4 – Алгоритм определения массовой концентрации жиров в пробах
сточной воды гравиметрическим методом
40
Рисунок 3.5– Бюксы (вспомогательная посуда для взвешивания)
Рисунок 3.6 – Процесс экстрагирования жиров в пробе сточной воды
41
3.4
Методы определения санитарно-паразитологического загрязнения
сточных вод
Исследования паразитологического загрязнения сточных вод были
проведены, руководствуясь МУК 4.2.1884-04 «Санитарно-микробиологический
и
санитарно-паразитологический
анализ
воды
поверхностных
водных
объектов»; «Исследование сточной воды на яйца гельминтов. Метод Романенко
(1996)»; «Исследование осадков сточных вод и донных отложений на яйца
гельминтов. Метод Романенко (1996)».
При отборе проб воды и донного осадка следовали МУК 4.2.1884-04
«Санитарно-микробиологический
и
санитарно-паразитологический
анализ
воды поверхностных водных объектов» и «Методическими указаниями по
отбору проб для анализа сточных вод» ПНД Ф 12.15.1-2008.
Отбор проб воды (n=150) и осадков (n=58)проводился после каждого
этапа очистки (механической, биологической и физической), а также на входе и
выходе с очистных сооружений. Образцы забирались, согласно инструкции по
отбору проб для анализа сточных воды и осадков. Для одной пробы, отобрано
сточной воды: неочищенной (до поступления на очистные сооружения) – 1 л,
после сооружений очистки – 10 л, и после выпуска УФО – 10 л.
После отбора проб входящей на очистные сооружения сточной воды,
последующие пробы отобраны с учетом времени ее нахождения на каждом
этапе очистки. После первичных отстойников – через 2,5 ч, аэротенков – 8,5 ч,
вторичных отстойников – 10,5 ч и УФО.
В каждую пробу сточной воды был добавлен и тщательно размешан
коагулянт сульфат алюминия в дозе 0,5 г/дм3 (см. рисунок 3.7). Через 45 минут
наступило полное осветление стоков. Был осуществлен слив надосадочной
жидкости, а осадок помещен в пробирки объемом 250 мл и центрифугировали
при 1000 об./мин в течение 3 минут. Для растворения хлопьев коагулянта,
после слива воды, к осадку добавлено 2 мл 3% соляной кислоты. Полученную
смесь тщательно размешали и центрифугировали (см. рисунок 3.8).
42
Рисунок 3.7 – Процесс постановки проб сточной воды
Рисунок 3.8 – Процесс центрифугирования проб сточной воды в центрифуге
лабораторной медицинской ОС-6М
Затем в каждую пробирку добавляли по 150 мл насыщенного раствора
нитрата натрия с плотностью 1,4. Выдерживали плотность раствора, используя
ареометр, плотность строго должна быть в пределах 1,38-1,4.
43
Полученную смесь также размешали и центрифугировали. Пробирки
установили в штатив, снова добавили раствор нитрата натрия до уровня ниже 2
мм от краев пробирки и накрыли обезжиренными предметными стеклами,
оставив между краем пробирки и стеклом пространство шириной 10 мм. Яйца
гельминтов
всплывают
и
концентрируются
в
поверхностной
пленке
насыщенного раствора. Через пространство с помощью пипетки внесли
насыщенный раствор до его прикосновения со стеклом, которое осторожно
передвигали до полного покрытия пробирки. Через 25 мин стекла были сняты,
переворачивая нижней поверхностью вверх, а на их место ставим другие. На
предметные стекла с поверхностной пленкой нанесли 2 капли 30% глицерина,
накрыли их покровными стеклами и микроскопировали (см. рисунок 3.9). Для
обнаружения яиц гельминтов микроскопировали при увеличении в 80 раз, а для
определения степени их развития или деформации в 400 раз. Для оценки
результатов число яиц, обнаруженных в 4-х порциях, пробы умножили на 10,
получая показатель содержания яиц в 1 л исследуемой сточной воды.
Эффективность метода колеблется от 59,6 % до 83,1 %, в среднем –73,0 %.
Для исследования пробы «сырых» (97-98% влажности) осадков сточных
вод из первичных и вторичных отстойников взяты с помощью черпака
отдельными порциями по 100-200 мл. Затем слиты в широкогорлые стеклянные
сосуды объемом 1 л. В пробирки объемом 250 мл поместили по 100 мл
«сырого» осадка и центрифугировали в течение 5 мин при 1000 об./мин. После
сливания воды, к осадку добавили 100 мл и размешали в течение 2 мин, затем
снова
центрифугировали.
Промывка
осадка
и
соответственно
центрифугирование проведено 2 раза. К полученному осадку в каждую
пробирку по 5 г добавлен и тщательно размешан чистый песок. Затем осадок
исследован по методике Романенко для исследования почвы на яйца
гельминтов, которая расписана выше.
44
Рисунок 3.9 – Микроскопирование сточной воды и донных осадков на наличие
яиц гельминтов Axiostar PLUS Carl Zeiss
Пробы обезвоженных осадков сточных вод взяты с 4 мест иловых
площадок по 50 г, затем объединены в одну пробу массой 200 г. Из данной
пробы взяты 4 навески по 25г и помещены в центрифужные пробирки объемом
250 мл. В пробирки добавлено по 150 мл чистой воды и тщательно все
перемешано. Смесь центрифугировали
5
минут при
1000 об./мин.
Надосадочную жидкость сливали, а к осадку добавляли 150 мл чистой воды.
Промывку проводили 4 раза, до получения чистой надосадочной жидкости. А
затем обезвоженный осадок исследовали, как и «сырой» [50].
При паразитологическом анализе сточных вод использован метод
овоскопии. Метод овоскопии — это нативный мазок и его модификации и
методы обогащения — концентрация яиц путем всплывания (флотации) или
осаждения (седиментации). Яйца обнаруживают под микроскопом.
45
Проведены
микроскопические
исследования
яиц
возбудителей
аскаридоза, диффиллоботриоза и энтеробиоза при помощи люминесцентного
микроскопа Axiostar PLUS Carl Zeiss.
Для
оценки
степени
контаминации
яйцами
паразитозов
были
исследованы сточная вода и осадок.
При паразитологическом анализе сточных вод и донных осадков,
отобранных до очистки, из песколовок и в некоторых случаях после различных
этапов очистки в период с 2013 по 2018 г. были обнаружены жизнеспособные
яйца и неповрежденные яйца аскарид, остриц и лентеца широкого.
Алгоритм выявления яиц гельминтов в пробах сточной воды по методике
Романенко показан на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 – Алгоритм выявления яиц гельминтов в пробах сточной воды по
методике Романенко
46
3.5
Гидрохимический анализ активного ила
Гидрохимический анализ ила состоит в определении основных свойств
активного ила: доза ила по объему, доза ила по массе, иловый индекс,
зольность, прозрачность надиловой жидкости.
Перед отбором проб посуду необходимо тщательно промыть моющими
средствами, водопроводной водой и затем несколько раз дистиллированной.
Пробы иловой смеси отбираются в конце биореактора на расстоянии 0,51 м в сборных каналах, или водосливах, то есть перед тем, как она поступает на
отстаивание во вторичные отстойники. Возвратный ил отбирается в местах, где
он попадает в регенераторы.
Отбор пробы производится полиэтиленовым ковшом объемом 500 см3,
который прикреплен к длинному шесту. Ковш погружаем на глубину 0,5 м от
поверхности и извлекаем, а содержимое переливаем в канистру емкостью 5 дм3,
это делаем до тех пор, пока в канистре не наберется 1,5 – 2 дм3 иловой смеси.
На месте же отбора пробу сливаем в бутылочку объемом 200 см3 и измеряем
температуру воды. Данные фиксируем. Далее активный ил доставляем в
лабораторию и сразу приступаем к анализу.
В лаборатории перед разливом проб температуру воды доводим до 20 °C.
Для удаления углекислого газа, которым наполнены иловые хлопья,
отобранную иловую смесь встряхиваем в течении 3-х минут с последующим
разливом в цилиндр объемом 1 дм3, градуированный от самого дна для
определения дозы ила по объему и прозрачности надиловой жидкости –
порцию 300 см3, в цилиндр объемом 100 см3 для определения дозы ила по массе
– до метки, в стакан объемом 250 см3 - 100 см3 для гидробиологического
анализа.
3.5.1Метод определения дозы ила по объему
Доза ила по объему – это объем, занимаемый активным илом по
истечении 30 минут отстаивания и отнесенный к 1 дм3. Она характеризует
способность активного ила к осаждению.
47
Алгоритм определения дозы ила по объему приведен на рисунке 3.11.
Доводим до метки
объем иловой смеси в
цилиндре
Закрываем пробкой
цилиндр.
Перемешиваем 3 раза.
Каждые 3 мин.
отмечаем объем,
занимаемый оседающей
массой активного ила
Отстаивание 30 мин.
Фиксация
окончательное значение
дозы ила по объему
Вычисление
результатов измерений
Рисунок 3.11 – Алгоритм определения дозы ила по объему
3.5.2Метод определения дозы ила по массе
Определение дозы активного ила по массе осуществляется при помощи
гравиметрического метода. Метод заключается в фильтровании определенного
объема иловой смеси, который высушивается и взвешивается осадок.
Измеряется в г/дм3.
Алгоритм подготовки к измерениям и определения дозы ила по массе
приведен на рисунках 3.12 и 3.13. На рисунке 3.14 показан эксикатор.
Процедуру сушки при подготовке к измерениям повторяем до тех пор,
пока разница между взвешиваниями не будет 0,5 мг. При определении дозы ила
по массе процедуру сушки повторяем до тех пор, пока разница между
взвешиваниями не будет 0,5 мг.
48
Фильтры складываем
вчетрверо, помещаем в
бюкс
Сушим бюкс в
сушильном шкафу, при
105 °С, 1 ч
Переносим бюксы
щипцами в эксикатор,
закрыв крышкой
бюксы
Охлаждение бюксов до
комнатной
температуры
Взвешивание на
аналитических весах
Рисунок 3.12 – Алгоритм подготовки к измерениям дозы ила по массе
Рисунок 3.13 – Эксикатор
49
Высушенный и взвешенный
фильтр смачиваем дистилл.
водой
Помещаем в воронку
Брюхнера, в колбе
Бунзена
Активный ил
Подсоединение колбы к
водоструйному насосу
Перенос перемешанную
иловой смеси на фильтр
Сушим бюксы в
сушильном шкафу, , при
105 °С, 2 ч
Перенос фильтров в
бюксы. С воронки
снимаем фильтры
шпателем
Переносим бюксы
щипцами в эксикатор,
закрыв крышкой бюксы
Охлаждение бюксов до
комнатной температуры
Взвешивание на
аналитических весах
Вычисление
результатов измерений
Рисунок 3.14 – Алгоритм определения дозы ила по массе
50
3.5.3 Метод определения илового индекса
Иловый индекс – объем 1 г сухого вещества активного ила, занимаемый
им за 30 минут отстаивания в цилиндре объемом 1 дм3 с учетом массы ила.
Доза ила по массе всегда отличается от 1 г, то объем, занимаемый илом за 30
минут, разделяем на дозу ила по массе.
Иловый индекс характеризует способность активного ила к оседанию во
вторичных отстойниках.
Иловый индекс вычисляем по формуле (1):
𝑉
𝐼 = , см3 /г
𝑑
(1)
где V- доза ила по объему, см3/дм3 , d- доза ила по массе г/дм3.
Ил с пониженным иловым индексом может вызывать закупорку труб, не
позволяет поддерживать оптимальные нагрузки в биореакторе. Причиной
пониженного илового индекса является присутствие тяжелых нерастворимых
частиц, высокая минерализация. Ил с повышенным иловым индексом плохо
отделяется от очищенной воды и легко выносится из вторичных отстойников.
Нормальные значения илового индекса 80-150 см3/г.
3.5.4 Метод определения массовой доли золы активного ила
Зольность характеризует минеральную часть активного ила и выражается
в процентах сухого вещества. Метод заключается в прокаливании пробы
активного ила, который затем взвешивают и определяют в нем доли
минеральной части. Алгоритм подготовки к измерениям и определения дозы
золы ила по приведен на рисунках 3.15 и 3.16.
51
Достаем щипцами и
ставим на асбест.
полотно
Помещаем тигли в печь.
Прокаливаем при 600 °С
15 мин.
Охлаждаем 1-2 мин.
Помещаем в эксикатор.
Охлаждаем до
комнатной температуры
.
Взвешивание на
аналитических весах
Рисунок 3.15 – Алгоритм подготовки
к измерениям дозы золы ила
.
Процедуру сушки повторяем до тех пор, пока разница между
взвешиваниями будет не более 1 мг. Промежутки с момента вынимания бюкса
из эксикатора до момента взвешивания должны быть одинаковыми.
Переносим фильтр с
осадком из бюкса во
взвешенный тигель
Озоляем
Переносим бюксы
щипцами в эксикатор,
закрыв крышкой бюксы
Прокаливаем тигель с
осадком в печи при 600
°С
Охлаждение бюксов до
комнатной температуры
Взвешивание на
аналитических весах
Вычисление
результатов измерений
Рисунок 3.16 – Алгоритм определения дозы золы ила
52
3.5.5 Метод определения прозрачности надиловой воды
Метод заключается в визуальном определении светопропускания через
столб надиловой воды. Мерой прозрачности служит высота столба воды,
выраженная в см., при которой можно читать шрифт определенного размера и
типа.
Прозрачность надиловой воды в биореакторе определяют через два часа
отстаивания иловой смеси в цилиндре объемом 1 дм3. Для анализа используют
пробу, в которой проводилось измерение дозы ила по объему [51]. Алгоритм
определения прозрачности надиловой воды на рисунке 3.17.
Налить перемешанный ил
в цилиндр 1 дм3, закрыть
пробкой и перемешать
Переворачиваем вокруг
оси и оставляем на 30
мин.
Отстаивание 30 мин.
Снимаем показание
оседающих веществ
Отсифонировать
прозрачную часть в
стакан
Переворачиваем вокруг
оси и оставляем на 60 мин.
Наблюдение прозрачности
надиловой воды в
цилиндре над шрифтом
Снеллена на расстоянии 2
см. 3 раза
Вычисление результатов
измерений
Рисунок 3.17 – Алгоритм определения прозрачности надиловой воды
53
3.6 Гидробиологический анализ активного ила
Гидробиологический анализ активного ила состоит в оценке состояния
биоценоза с помощью микроскопирования, в выявлении нарушений в стадии
формировании качества очищенной воды, прогнозе нарушения качества,
разработке рекомендаций по улучшению работы очистных сооружений.
Для характеристики работы очистных сооружений биологической
очистки гидробиологический анализ активного ила имеет большое значение,
так как характеризует состав, количественное распределение, своеобразие
организмов активного ила. Изменения в биоценозе отражают протекание
процесса очистки, позволяют оценить качество и сделать выводы о
неблагоприятных факторах, влияющих на эффективность очистки сточных вод.
Средства измерений: микроскоп, видеоокуляр, компьютер, микропипетка,
пипетка, стекла предметные и покровные дл микропрепаратов, стакан объемом
250 см3, этиловый спирт, эфир диэтиловый.
При гидробиологическом анализе используются микроорганизмы –
индикаторы, которые являются оперативными сигнализаторами обо всех
изменениях, происходящих в процессе окисления органики, что позволяет нам
проводить мероприятия по улучшению процесса очистки сточных вод
заблаговременно по результатам анализа, до того, как ухудшится качество
сточных вод по химическим показателям.
К этим микроорганизмам относятся:
1. Амебы «саркодовые» - самые простые. Их обнаружения показывают,
что ил только зарождается. Амебы появляются на первые сутки.
2. Жгутиковые. Появляются на 2-3 сутки.
3. Равноресничные инфузории – это более совершенный вид. Появляются
на 3-5 сутки. Этот микроорганизм указывает на наличие в системе избыточного
питательного субстрата.
При загнивании активного ила во вторичном
отстойнике или в зоне аэрации, этот вид развивается в больших количества.
Также они развиваются при снижении рН.
54
4. Брюхоресничные инфузории. Аспидиска, являющаяся бактерией этого
вида, является хорошим показателем активного ила, если они крупные и
активные. Они появляются на 5-7 сутки, но еще мелкие. Если аспдиски
мельчают, малоподвижны, то это указывает на недостаточность питательного
субтрата или кислорода.
5. Круглоресничные инфузории. Это прикрепленные микроорганизмы.
Они появляются в зрелом активном иле на 15-18-20 сутки. Если кислород
отсутствует, они могут и не появиться. В нитрифицированном активном иле
они преобладают, по сравнению других микроорганизмов.
6. Сосущие инфузории. Этот вид появляется в голодающем активном иле,
когда изъяты все органические соединения, когда простейшие инфузории
ослаблены
или
разрушена
их
целостность.
Единичные
экземпляры
обнаруживаются в хорошем активном иле.
7. Микроскопические животные.
Коловратки. Присутствие их, говорит о зрелости активного ила.
Появляются на 20 сутки. Положительный признак нитрификации.
Черви в больших количествах могут находиться в нитрифицированном
активном иле. Черви ухудшают осаждение активного ила. Могут появиться
вместе с коловратками. В загнивающем активном иле черви класса Nematoda
могут развиваться в больших количествах, что разрыхляет активный ил и
мешает осаждению.
В аэротенке, где эффективно происходит процесс биологической очистки
стоков, присутствуют все виды микроорганизмов. Преобладание одного из
видов указывает на проблемы в биологической очистке: загнивание активного
ила или на его перегрузку, либо на недостаток растворенного кислорода, либо
на развитие процессов нитрификации, либо на наличие токсических веществ.
При кратковременном наличии, ионов тяжелых металлов все простейшие
погибают, а коловратки и нематоды являются более устойчивыми организмами
к этому фактору.
55
На СБОС г. Якутска микробиологическая оценка качества активного ила
осуществляется путем обнаружения микроорганизмов – индикаторов (см.
рисунок 3.18 (а) и (б)).
Саркодовые (лат. Sarcodina). Амеба протей
(лат. Amoeba Proteus) – индикатор
зарождающегося активного ила
(появляются в первые сутки)
Жгутиковые (лат. Flagellata). Эвглена
зелѐная (лат. Euglena viridis) (появляются на
2-3 сутки).
Жгутиковые (лат. Flagellata). Bodo (лат.) —
род протистов из класса кинетопластид
(Kinetoplastea)
Класс Тубулинеа(лат. Tubulinea). Арцелла
Arcella
Равноресничные инфузории –класс
ресничные (лат. Ciliata). Индикатор наличия
в системе избыточного питательного
субстрата, загнивания активного ила.
Развиваются при снижении рН.
(Появляются на 3-5 сутки.)
Брюхоресничные инфузории – класс
ресничные (лат. Ciliata). Аспидиска (лат.
Aspidisca) – хороший показатель активного
ила, если они крупные и активные. Мелкие,
малоподвижные аспидиски – индикатор
недостаточности питательного субтрата
и/или кислорода(появляются на 5-7 сутки)
Рисунок 3.18 (а) – Индикаторные микроорганизмы активного ила
56
Круглоресничные инфузории – класс
Ciliata.Эпистилис(лат. Epistylis) –
прикрепленные микроорганизмы, которые
могут образовывать колонии. Появляются в
зрелом активном иле на 15-18-20 сутки и
преобладают в нитрифицированном
активном иле.
Сосущие инфузории (лат. Suctoria) индикатор голодающего активного ила,
когда изъяты все органические соединения.
Единичные экземпляры обнаруживаются в
хорошем активном иле.
Микроскопические животные.
Коловратки (лат. Rotifera) – присутствие их,
говорит о зрелости активного ила.
Появляются на 20 сутки. Положительный
признак нитрификации
Черви - совершенный тип. В больших
количествах может находиться в
нитрифицированном активном иле. Черви
ухудшают осаждение активного ила. Могут
появиться вместе с коловратками.
Нематоды (лат.nematoda)–разрыхляют
активный ил и мешают осаждению.
Рисунок 3.18 (б) – Индикаторные микроорганизмы активного ила [52]
57
4 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Характеристика предприятия АО «Водоканал» г. Якутска
Полное наименование предприятия: Акционерное общество «Водоканал».
Юридический адрес: 677001, Республика Саха(Якутия),
г. Якутск,
ул.Б.Чижика,19.
Ведомственная
принадлежность:
Министерство
Жилищно-
коммунального хозяйства и Энергетики РС (Я) (МЖКХ и Э).
Фактический адрес с почтовым индексом: 677001, Республика Саха
(Якутия), г. Якутск, ул.Б.Чижика,19.
Должность руководителя: Генеральный директор ФИО руководителя:
Кырджагасов А.А.
АО «Водоканал» крупнейшее предприятие г. Якутска. В 1967 г. общее
число работников составляло 176 человек, а сегодня это число возросло до
1100. АО «Водоканал» осуществляет водоотведение, реализацию потребителям
услуг водопровода и канализации с 1941 года, очистку сточных вод, установку
и эксплуатацию узлов учета потребляемой воды и сбрасываемых сточных вод,
учет потребляемой населением и организациями воды и сточных вод.
Основным источником воды для г. Якутска является река Лена, ширина
которой занимает все протоки и островки приблизительно на 20 км вокруг г.
Якутска.
Более 80% населения г. Якутска обслуживаются АО «Водоканал», из них
257 тыс. чел. подключены к централизованной системе водоснабжения, 9 тыс.
пользуются
колонками.
Забор
воды
осуществляется
водозаборными
сооружениями производительностью 100 тыс. м3/сут., расположенными в
районе Даркылах. Затем вода распределяется водопроводными насосными
станциями потребителям города Якутска. На водозаборных сооружениях
имеется комплекс хлорирования питьевой воды и подогрев воды. В настоящее
время проводится реконструкция и строительство новой водозаборной станции
с применением новых технологий.
58
Канализационная система города включает в себя канализационные
насосные станции (КНС), на которых происходит сбор стоков и перекачка в две
главные
канализационные
сооружения
коллекторы,
канализации.
К
подающих
централизованной
стоки
на
системе
очистные
канализации
подключено 73 % населения г. Якутска.
На балансе АО «Водоканал» находится:
Водоотведение:
канализационные насосные станции 50 шт.;
Канализационные
сооружения
биологической
очистки
стоков
(проектная производительность – 90 тыс. м3./сут);
Канализационные сети — 166,3 км;
Количество насосов на канализационных насосных станциях -128 шт;
Водоснабжение:
Водозаборные сооружения, имеющие в своем составе: подрусловой
водозабор, насосная станция 1 подъема, лихтер, насосная станция 2 подъема,
хлораторная;
Два
резервуара
чистой
воды
объемом
2000
м 3.
(проектная
производительность 60 тыс. м3/сут., подъем воды в сеть в среднем — 30-32 млн.
м3/год.);
Водопроводные насосные станции 7 шт.;
Резервуары чистой воды 11 шт.;
Водопроводные сети 110 км;
Количество насосов на водопроводных насосных станциях (в т.ч.
водозабор и лихтер) — 41 шт.;
Кроме этого АО «Водоканал» имеет в своем составе:
Автотранспортный цех;
Ремонтно-механические мастерские;
База РСУ;
Производственная база;
59
Теплотрасса ГРЭС – водоузел № 1;
Медпункт;
Химико-бактериологическая лаборатория и др.
Химико-бактериологическая
лаборатория
выполняет
химико-
бактериологические анализы питьевой воды на водопроводных станциях,
разводящих сетях, источниках водоснабжения, сточных вод, поступающих в
городскую канализацию и в очистные сооружения канализации. Анализ воды
проводится каждый день по нескольку раз. Ежегодно лаборатория выполняет
свыше 1000 анализов. Если выявляются какие-то отклонения от санитарных
норм, экстренно принимаются меры: отключение проблемных участков, их
промывка и дезинфекция. И только после удовлетворительных результатов
лабораторных исследований, сети запускаются в работу.
Лаборатория оснащена специализированной техникой, позволяющей
постоянно контролировать качество воды по 30 химическим, физическим и 5
паразитологическим показателям.
Структурная схема предприятия АО «Водоканал» г. Якутска приведена
на рисунке 4.1.
60
Рисунок 4.1 – Структурная схема АО «Водоканал» г. Якутск
61
4.2 Технология очистки сточных вод на станции биологической очистки
(СБОС) г. Якутска
В городе Якутске в 2006 г. введена в действие станция биологической
очистки сточных вод (СБОС) производительностью 90 тыс. м³/сут.
Уникальность СБОС заключается в том, что станция является единственным
в мире проектом, построенным в условиях вечной мерзлоты, очистные
сооружения канализации Якутска имеют ряд особенностей. Из-за суровых
климатических условий Якутии и вечной мерзлоты все сооружения очистки
сточных вод размещены в закрытых отапливаемых помещениях на свайном
фундаменте (см. рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 – Сооружения станции биологической очистки (СБОС)
Основное здание СБОС обеспечено принудительной вентиляцией,
установлены 4 машины: производительность основной машины 40.000 м3/час
и трех вспомогательных машин по 30.000 м3/час. Кроме этого, метантенки
оснащены вентиляционной машиной производительностью 26.000 м3/час. Для
62
отопления помещений работают два котла, которые работают поочередно.
Они работают круглогодично, в летний период – 8 час./сутки, в осенневесенний период –16 час./сутки, в зимний период – 24 час./сутки. На станции
на каждом этапе очистки работают операторы, класс условий труда для
которых по результатам специальной оценки условий труда составляет 3.3 и
3.2.
Производительность Станции биологической очистки сточных вод
равна 90,0 тыс. м3/сут., максимально часовой расход – 4700 м3/час, средний –
3750 м3/час, минимальный – 1800 м3/час. Общая технологическая схема
процесса очистки сточных вод приведена в приложении 1.
Протяженность канализационных сетей Якутска 166,3 км. На балансе
Водоканала находятся 50 канализационных насосных станций, количество
насосов на КНС 128 шт. Сточные воды от жилых домов и других объектов
через самотечную канализационную сеть поступают в приемную камеру
главной канализационной насосной станции. Она состоит из наземной и
подземной части. В наземной части здания расположены служебные и
бытовые помещения, элеваторная и щитовая, а также вентиляционная.
Подземная часть это грабельные отделения, состоящие из приемной камеры
емкостью 340 м3, находящаяся на глубине 14,7 м от поверхности земли и
помещения задвижек и решеток. Установлены насосы СМ250-200-400/4
производительностью 800 м3/ч. Далее сточные воды по двум напорным
линиям движутся на СБОС. Сточные воды из ГНС-1 по двум напорным
линиям 1000 мм поступают в приемную камеру, где происходит гашение
оставшегося напора.
Сточные воды проходят несколько этапов механической очистки.
Коммунально-бытовые
стоки
на первом
этапе проходят через две
ступенчатые механизированные решетки, которые предназначены для
задержания крупных механических частиц (см. рисунок 4.3). Прозоры между
стержнями решеток равны 6 мм. Кроме механизированных рабочих решеток
предусмотрена одна ручная резервная решетка. Механизированные решетки
63
работают в автоматическом режиме, задержанные отбросы подаются на узел
отжима, где обеззараживаются и утилизируются, вывозятся на свалку вместе
с твердыми бытовыми отходами.
Рисунок 4.3 – Процесс задержания крупных механических частиц на
механизированных решетках СБОС АО «Водоканал» г. Якутска
На втором этапе сточные воды после решеток по каналам поступают в
две
аэрированных
песколовки
с
тангенциальным
потоком
воды,
выполненные в виде железобетонной конструкции (см. рисунок 4.4). В
песколовках
задерживается
нерастворенные
минеральные
вещества,
преимущественно песок. Скорость движения стоков по каналу песколовок
равна 0,22 м/с. Осевший на дне песок выкачивается при помощи эрлифтов и
подается в ванну узла обезвоживания, откуда извлекается наклонно
установленным шнеком и подается в бункер для вывоза на песковую
площадку. Каждая песколовка снабжена эрлифтом, компрессором и
мешалкой пропеллерного типа для придания вращательного движения воды.
После песколовок устроен лоток Вентури, где устроен ультразвуковой
расходомер, при помощи которого производится замер количества сточных
64
вод, поступающих на очистные сооружения. Лоток Вентури это устройство,
вызывающее сжатие потока и перепад уровней воды, при котором расход
жидкости зависит только от уровня в контрольном сечении. Разница высот
определяется ультразвуковым способом.
Рисунок 4.4 – Песколовки
Далее сточные воды поступают в четыре горизонтальных первичных
отстойника, проточного типа размерами
первичных
отстойниках
55,0 × 10,0 × 3,0 (Н) м. В
задерживаются
нерастворенные
вещества,
находящиеся во взвешенном состоянии (см. рисунок 4.5). Для удаления пены
и осадка постоянно по отстойникам ходит тележка-мост со скребковыми
механизмами (см. рисунок 4.6). Выпавший осадок поддонными скребками
сгребается в приямки, откуда насосами перекачивается в илосборник. А пена
верхними скребками отгоняется через щелевые трубы в пеносборники. После
первичных отстойников достигается следующий эффект очистки: по
взвешенным веществам – 50% и по БПКп – 30%.
65
Рисунок 4.5 – Горизонтальный первичный отстойник
Рисунок 4.6 – Процесс удаления пены и осадка сточной воды при помощи
тележки-моста
После первичных отстойников осветленные сточные воды поступают в
2 насосные станции перекачки, где установлены по три погружных насоса Р04, два из которых рабочие и один резервный. Эти насосы работают в
полностью автоматическом режиме с управлением от набора уровневых
66
выключателей, что позволяет создавать напор осветленных вод, в
соответствии с расходом, с которым они поступают от первичных
осадителей. Коммунально-бытовые стоки этими насосами подаются в
биореактор глубиной 12 м. Принципиальная схема биореактора представлена
на рисунке 4.7.
Метод биологической очистки имеет ряд преимуществ по сравнению с
другими способами очистки: менее энергозатратен, высокая эффективность
очистки, безопасность и экологичность, отходы, образуемые в результате
очистки используются в сельском хозяйстве, возможность автономной
работы. Данный метод основан на использовании бактерий, которые в
процессе
своей
жизнедеятельности
поедают
мельчайшие
частицы
взвешенных и растворенных в воде органических соединений. Метод
подразделяется на анаэробный и аэробный.
При аэробном методе микроорганизмы нуждаются в кислороде,
используют растворенный кислород в воде, а при анаэробном бактерии не
имеют доступ к кислороду. Таким образом, эти методы требуют заданный
уровень насыщения кислородом и температуру в очищаемой воде.
Биореактор имеет по три зоны:
анаэробная зона (два отделения) V = 4429 м3,Vобщ =8858 м3, время
очистки 2,36 ч;
аноксидная зона (денитрификатор– три отделения) V = 4388 м , Vo6щ,
=
8776 м3, время очистки 2,34 ч;
аэробная зона (нитрификатор – два отделения) V = 8592 м, Vобщ =
17184 м3, время 4,62 ч.
Сточные воды пропускаются последовательно через все эти зоны. В
анаэробной зоне при отсутствии растворенного кислорода создаются условия
для
окисления
сложных
органических
соединений
с
образованием
легкоусвояемой органики. В этой зоне размножаются микроорганизмы для
клеточного синтеза, в которых используется фосфор.
67
1 – Анаэробная зона; 2 – Бескислородная зона (денитрификатор);
3 – Аэробная зона (нитрификатор).
Рисунок 4.7 –Принципиальная схема биореактора на СБОС АО «Водоканал»
г. Якутска
В аноксидной зоне происходит процесс денитрификации – происходит
расщепление нитратов и нитритов до элементарного азота.
В аэробной зоне – в нитрификаторе происходит окисление органики.
Азот аммонийных солей окисляется до нитритов (RNO2) и нитратов
(RNO3) в соответствии с формулой (1-5):
CO(NH2 )2 + 2H2 O = (NH4 )2 CO3
(1)
мочевина → карбонат аммония
(NH4 )2 CO3 + 3O2 = 2HNO2 + CO2 + 3H2 O
(2)
карбонат аммония → азотистая кислота
HNO2 = H + NO2 −
(3)
азтотистая кислота → нитриты
2HNO2 + O2 = 2HNO3
нитриты → азотная кислота
68
(4)
HNO3 = H + NO3 −
(5)
азотная кислота → нитраты
Азот аммонийный является питательным веществом для аэробных
бактерий. Процесс трансформации азота аммонийного – нитрификация,
осуществляется микроорганизмами нитрификаторами – Nitrosomonas и
Nitrobacter. Первые трансформируют азот аммонийный в азот нитритный, а
вторые переводят азот нитритов в азот нитратов.
Для осуществления процесса нитрификации необходимы следующие
условия:
наличие азота аммонийного;
наличие растворенного кислорода (не менее 2 мг/л);
наличие СO2.
Нитрификация
осуществляется
после
процесса
аммонификации,
который приводит к накоплению в системе CO2. Оптимальные условия для
нитрификации:
значение pH в интервале 7,5 – 8,5;
температура в интервале 20 – 25°С;
нагрузка на ил в системе по органическому веществу не должна
превышать 0,05 – 0,2 кг БПКполн/кг ила (при первом значении протекает
полная нитрификация, при втором частичная).
Воздух подается тремя центробежными компрессорами, один из
которых выступает в качестве резервного. Две цепи измерения содержания
растворенного кислорода, по одной на линию, позволяют автоматически
регулировать степень раскрытия клапанов, установленных на линиях
всасывания компрессоров с тем, чтобы автоматически контролировать
подачу
кислорода,
чем
достигается
одновременно
и
оптимизация
энергетических расходов. Для достижения лучшего распределения сжатого
воздуха по форсункам в него подается также жидкость-носитель, состоящая
69
из смеси воды с илом, взятым с днища тех же ванн окисления и подаваемый
затем под давлением за счет насосов.
В
каждой
зоне
биореактора
развиваются
определенные
микроорганизмы, которые окисляют загрязнения. Кроме того, в зонах
биореактора предусматривается следующая рециркуляция смеси ила и
стоков:
– из третьего отделения денитрификатора смесь подается в первое
отделение анаэробной зоны;
– из второго отделения нитрификатора подается смесь ила и сточных
вод в первое отделение денитрификатора.
Для равномерного распределения потоков внутри зон предусмотрены
погружные мешалки. Далее сточные воды самотеком поступают во
вторичные отстойники, где осаждается активный ил, вынесенный из
биореакторов. Время пребывания при максимальном расходе – 3,4 час.,
среднем – 4,2 час., минимальном – 8,3 ч.
Выпавший осадок при помощи сифонов всасывается трубами и
подается в продольные каналы, откуда перекачиваются в емкости
циркулирующего активного ила. Из этих емкостей активный ил направляется
в сборник осадка для дальнейшей обработки.
Процесс очистки сточных вод, протекающий в аэротенке можно
условно разделить на 4 фазы:
Первая фаза – фаза адсорбции органических загрязняющих веществ на
поверхности
хлопьев
активного
ила.
Эта
фаза
является
наименее
продолжительной и длится около 30 минут.
Вторая фаза – фаза биодеградации легкоокисляемых органических
соединений. В процессе биоокисления органических веществ в период
второй фазы выделяются углекислый газ и вода. Продолжительность второй
фазы составляет примерно один час. В период второй фазы нитрификация,
как правило, не наблюдается.
70
На
третьей
фазе
происходит
биодеградация
трудноокисляемой
органики. В этой фазе растет количество биомассы (процесс прироста
активного ила). Эта фаза является продолжительной и в зависимости от
степени биоокисляемости органических загрязняющих веществ может
продолжаться от 3 до 20 часов. Активно протекает нитрификация.
Четвертая фаза – завершающая, фаза эндогенного дыхания активного
ила. Она наступает через 20 часов аэрации активного ила и заканчивается
через 2-3 суток.
Очищенные сточные воды после вторичных отстойников поступают на
доочистку, т.е. на фильтры с кварцевым песком. Промывка фильтров принята
водовоздушной смесью.
Поступающие
на
фильтрацию
сточные
воды
проходят
предварительную флокуляцию за счет добавления хлорида железа, который
подается с помощью насоса и полиэлектролита, который подпитывается
посредством насоса типа mohno, причем добавки подаются в точку
предельной турбулентности канала питания фильтрующих секций.
Фильтры обладают смешанным фильтрующим слоем, рассчитанным на
атмосферное
давление,
низкие
скорости
и
постоянную
нагрузку.
Фильтрующий слой состоит из слоев различных материалов: антрацита,
кварцевого песка и кварцевой крошки. Слой уложен в железобетонные
емкости,
что
позволяют
избегать
использование
фальшднищ
и
соответствующих форсунок накопления/распределения. Работа фильтров
полностью
автоматизирована и регулируется уровневыми измерителями
фильтруемой воды, расположенными над фильтрующим слоем.
После
фильтров
очищенные
сточные
воды
обеззараживаются
ультрафиолетовыми лучами и сбрасываются в реку Лена. Обеззараживание
происходит в пленочном слое жидкости на поверхности ламп, которые
помещены в трех ваннах. Технические характеристики УФ систем
представлены в приложении 2.
71
Линия обработки осадков. Усредненный и перемешанный осадок из
илосборников насосами подается на сгущение в два динамических
уплотнителя с вращающимся барабаном.
В целях улучшения влагоотдачи в осадок добавляется катионовый
полиэлектролит. Далее уплотненный осадок направляется в метантенки, где в
анаэробных условиях при температуре 33-35 °С тепла он сбраживается.
Построено два первичных и один вторичный метантенк. Метантенки
снабжены турбомешалками. В результате сбраживания осадков образуется
биогаз – метан, который используется в качестве топлива для подогрева
осадков до +35°С. Неиспользованный газ сжигается на факеле.
Процесс сбраживания представляет собой ряд химических реакций,
протекающих поочередно в определенных условиях. Данный процесс
представляет собой двухстадийный анаэробный процесс, в первой фазе
которого происходит разогрев до 35 °C и перемешивание посредством
турбомиксера.
В метантенке второй фазы расположен колокол газгольдера, который
поддерживает на постоянном уровне давление биогаза у пользователей и
обеспечивает
накопление
самого
биогаза.
Безопасность
его
работы
обеспечивается гидравлическим предохранителем, состоящим из ила
содержащегося в метантенке во избежание риска замерзания. Установка
снабжена испробованными и надежными системами безопасности, типа
гидравлических предохранителей и тарельчатых клапанов напора и
разрежения.
В первой фазе кислотообразующие бактерии из сложных органических
веществ - белков, углеводов и жиров - с участием воды образуют кислоты,
спирты,
газы,
аминокислоты,
метанообразующие
глицерин
микроорганизмы
и
пр.
используют
Во
второй
фазе
промежуточные
соединения кислотопроизводящих бактерий и осуществляют их дальнейшее
разложение. При этом выделяется биогаз, состоящий из метана, углекислоты,
72
азота и водорода. Процесс метанового сбраживания сырого осадка –
двухфазная схема процесса брожения Баркера приведена на рисунке 4.8.
Основную реакцию метанообразования можно записать в виде[53]:
CO2 + 4H2 A → CH4 ↑ +4A + 2H2 O
(6)
В этом уравнении под H2 A подразумевается органическое вещество,
содержащее чистый водород. В итоге реакция восстановления имеет вид:
CO2 + 4H2 → CH4 ↑ +2H2 O
(7)
Рисунок 4.8 – Процесс метанового сбраживания сырого осадка – двухфазная
схема процесса брожения Баркера
При подстановке в (1) формулы этилового спирта вместо 𝐻2 𝐴 реакция
восстановления примет вид:
CO2 + 2CH3 CH2 OH → 2CH3 COOH + CH4 ↑
(8)
Кроме основного, возможны и другие пути образования метана. К ним
можно отнести реакции восстановления окиси углерода при наличии
водорода:
CO + 3H2 → CH4 ↑ +H2 O
73
(9)
или без него
4CO + 2H2 O → 3CO2 ↑ +CH4 ↑,
(10)
а также распад уксусной кислоты
CH3 COOH → CH4 ↑ +CO2 .
(11)
Реакции обеих фаз процесса сбраживания протекают одновременно,
причем метанообразующие бактерии предъявляют к условиям своего
существования
значительно
более
высокие
требования,
чем
кислотообразующие. Так, они нуждаются в абсолютно анаэробной среде и
требуют более длительного времени для воспроизводства.
Перегнивший в метантенках осадок перекачивается на ленточные
фильтр-пресс на обезвоживание (см. рисунок 4.9). Для улучшения процесса
обезвоживания в осадок добавляется раствор катионового полиэлектролита.
Обезвоженный на ленточных фильтр-прессах, осадок с влажностью ~
70% подается в сушильный барабан, где осадок сушится под действием
горячего воздуха (см. риунок 4.10). Барабан находится в постоянном
вращении. Далее высушенный осадок подается в рукавный фильтрциклон, где осадок отделяется от смеси воздуха, пыли, пара. Далее осадок
поступает в сито, где разделяется по фракциям на крупные и мелкие
гранулы. Гранулы, подходящие по размерам (0,3 – 5 мм) поступают в силос
на затаривание в большие мешки, а пыль и мелкие гранулы
возвращаются на начало процесса. Конечной продукцией является
гранулированный осадок с плотностью 0,7т/м3 и влажностью 10%, который
может использоваться в сельском хозяйстве как удобрение.
74
Рисунок 4.9 – Процесс обезвоживания осадка на ленточном фильтре-пресс
Рисунок 4.10 – Процесс сушки осадка на сушильном барабане
Вентиляция основного здания СБОС принудительная, установлены 4
машины. Производительной основной машины 40.000 м3/час и трех
вспомогательных машин по 30.000 м3/час, итого 130.000 м3/час. Высота
75
вытяжной
трубы
8
метров.
Вентиляция
метантенков:
машина
производительностью 26.000 м3/час.
Котельная на станции биологической очистки стоков работает
круглогодично. Время работы – в летний период – 8 час/сутки (июнь –
сентябрь 120 дней, всего 960 часов), в осенне-весенний период –16 час/сутки
(октябрь, апрель, май 90 дней, всего 1440 часов), в зимний период – 24
час/сутки (ноябрь, декабрь, январь, март всего 120 дней, всего 2880 часов).
Расход: биогаз – 30 м3/час, 700 м3/сут. Метан (природный газ) – 141.900
м3/год. Количество котлов– 2, которые работают поочередно. Марка котлов–
AHENA .
Все технологические процессы очистки сточных вод и обработки
осадков автоматизированы и управляются с диспетчерского пункта при
помощи компьютеров.
Весь технологический процесс находится под круглосуточным
наблюдением диспетчерской службы. При помощи Simatic Step 5 программы
диспетчер следит на экране монитора за работой, насосов и других элементов
системы. Данное программное обеспечение предназначено для разработки
систем автоматизации технологических и производственных процессов на
основе программируемых логических контроллеров.
Программа устанавливается на специализированный промышленный
компьютер,
или
обычный
промышленный
компьютер,
снабжѐнный
специальным интерфейсом и операционными системами.
На станции на каждом этапе очистки работают операторы. Они
подвержены к воздействию различных негативных факторов. Оценка
условий труда производится по степени вредности и опасности факторов
производственной среды и трудового процесса, по травмобезопасности, по
обеспеченности СИЗ.
76
4.3 Анализ санитарно-химических показателей сточных вод на
СБОС АО «Водоканал» г. Якутска
На основе результатов полного химического анализа сточных вод от
г. Якутска химико-бактериологической лабораторией АО «Водоканал» в
период с 2015-2018 гг., а также данных из проекта нормативов допустимых
сбросов (НДС) АО «Водоканал» в р. Лена, ГН 2.1.5.1315-03 (с изменениями
от 28 сентября 2007 г.), приказа Росрыболовства от 18.01.2010 № 20 «Об
утверждении
нормативов
рыбохозяйственного
качества
значения,
в
том
воды
числе
водных
нормативов
объектов
предельно
допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов
рыбохозяйственного значения» проведена оценка санитарно-химического
загрязнения сточной воды.
В качестве данных были взяты результаты
полного химического анализа за период с 2015-2018 гг. Место отбора воды
на СБОС до очистки сточных вод и после очистки сточных вод на выпуске
[54-55].
Химико-бактериологическая
лаборатория
осуществляет
анализ
сточных вод по 30 санитарно-химическим и 5 паразитологическим
показателям.
Наибольшая кратность превышения ПДК на входе в очистные
сооружения
наблюдается
по
следующим
13
санитарно-химическим
показателям: аммоний-ион, азот аммонийный, БПК, взвешенные вещества,
общее железо, ХПК, СПАВ, фенолы, нефтепродукты, фосфаты, жиры,
нитрит-анион,
алюминий.
На
выходе
из
очистных
сооружений
незначительное превышение утвержденного норматива допустимого сброса
наблюдается по 7 санитарно-химическим показателям: ХПК, аммоний-ион,
азот аммонийный, нитрит-анион, нитрат-анион, СПАВ, фенолы.
В таблице 2 приведены средние значения санитарно-химических
показателей на входе и выходе из очистных сооружений в период с 2015-
77
2018 гг., кратности превышения ПДКутв., средняя ошибка. Расчеты были
проведены при помощи программы MS Excel.
Таблица 2 – Полный санитарно-химический анализ сточных вод за 2015-2018
гг. на АО «Водоканал» г. Якутска
M±m
(мг/ дм3)
БПК
ХПК
Взвешен. вещ-ва
Сухой остаток
Фосфор общий
Фосфаты
Жиры
Сульфиды
Аммоний-ион (NH+)
Азот аммон.
Нитрит-анион
Азот нитрит.
Нитрат-анион
Азот нитрат.
Алюминий
Железо общее
Сульфаты
Хлориды
Нефтепродукты
Фенолы
СПАВ
Кальций
Магний
Медь
Цинк
Хром 3+
Хром 6+
Калий
Натрий
Свинец
ПДК
Утв.
До
Выпуск
282,95±6,64
516,29±12,54
174,01±1,72
567,96±11,46
6,78±0,19
5,53±0,23
14,06±0,72
0,00
46,19±0,56
35,93±0,44
0,11±0,01
0,03±0,01
0,37±0,05
0,08±0,01
0,05±0,01
5,19±0,19
77,42±1,85
162,38±5,49
1,24±0,04
0,12±0,01
2,37±0,21
42,78±0,97
15,52±0,5
0,001±0,001
0,07±0,003
0,0783±0,0057
0,03±0,005
13,85±1,24
112,12±4,09
0,00
5,44±0,16
44,15±4,69
6,79±0,16
555,10±14,28
1,39±0,04
3,36±0,12
3,17±0,14
0,00
1,44±0,56
1,12±0,43
0,72±0,11
0,21±0,03
46,09±1,34
10,74±0,29
0,017±0,002
0,27±0,018
73,01±2,02
158,66±5,39
0,08±0,003
0,012±0,002
0,15±0,007
41,99±0,97
14,87±0,49
0,001±0,0001
0,03±0,004
0,02±0,001
0,01±0,001
12,83±1,11
95,88±2,95
0,00
6
41,1
7,15
1000
1,605
19,98
6
0,61
0,5
0,472
0,08
1,754
40
920,88
0,04
0,27
100
300
0,1144
0,011
0,19
180
40
0,015
1
0,5
0,05
50
120
0,618
Кратность
прев.
ПДК на
входе
47,16
12,56
24,34
4,23
2,34
92,3
76,1
1,405
1,3
19,23
10,84
11,2
12,49
-
Кратность
прев. ПДК
на выходе
1,07
2,88
2,38
8,98
1,15
1,05
-
Соединения азота на очистные сооружения поступают в виде
аммонийного азота, азота нитритов, азота нитратов и азота, связанного в
органических соединениях. Соотношение массовых концентраций различных
форм азота постоянно изменяется и зависит от стадии переработки сточных
78
вод. Изменение состава начинается уже в процессе транспортировки сточных
вод на городские очистные сооружения. Белковые вещества в живом
организме в процессе обмена веществ дают мочевину CO(NH2)2, которая под
влиянием гнилостных бактерий в сточной воде подвергается гидролизу с
образованием азота аммонийных солей.
Необходимо отметить, что в процессе биологической очистки
наблюдается увеличение нитратов на выходе из очистных сооружений. Это
объясняется тем, что азот аммонийный является питательным веществом для
аэробных
бактерий.
Процесс
трансформации
азота,
осуществляется
микроорганизмами нитрификаторами – Nitrosomonas и Nitrobacter. Первые
трансформируют азот аммонийный в азот нитритный, а вторые переводят
азот нитритов в азот нитратов увеличение нитритов в сточной воде.
В виде карбоната аммония, азот находится в сточных водах.
В
частности, органическое соединение карбамид (мочевина), содержащийся в
хозяйственно-бытовых сточных водах, в результате взаимодействия с
бактериями
распадается
с
образованием
аммоний-иона
(процесс
аммонификации). Предельно допустимая концентрация в воде водоемов
хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) для
аммония установлена в размере 2 мг/дм3 по азоту или 2,6 мг/дм3 в виде иона
NH4. Присутствие аммония в концентрациях порядка 1 мг/дм 3 снижает
способность гемоглобина рыб связывать кислород. Признаки интоксикации возбуждение, судороги, рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность.
Токсичность аммония возрастает с повышением pH среды. Ионы аммония в
естественных природных водах содержатся в небольших количествах,
накапливаются при растворении в воде аммиака (NH3), и появляются, в
первую очередь, вследствие разложения живых организмов и их продуктов
жизнедеятельности. Аммоний может содержаться в стоках предприятий
пищевой промышленности.
территории
г.
Якутска
Предприятия пищевой промышленности на
–
«Якутский
гормолозавод», «Якутская птицефабрика».
79
хлебокомбинат»,
«Якутский
Аммоний-ион (NH4+) - в природных водах накапливается при
растворении в воде газа - аммиака (NH3), образующегося при биохимическом
распаде
азотсодержащих
органических
соединений.
Согласно
[55]
лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) – токсикологический, класс
опасности вещества 4. В соответствии с [54] ЛПВ – органолептический, класс
опасности вещества 4.
Результаты химического анализа по иону-аммония в период с 20152018 гг. до очистки сточных вод, а также в момент их выпуска в водоем, а
конкретно в р. Лена превышают утвержденный норматив допустимого
сброса (НДС)
вещества со сточными водами для АО «Водоканал». До
очистки, данный показатель в среднем превышал утвержденный НДС и ПДК
для водоемов рыбохозяйственного значения в 92,3 раза. После очистки
сточной воды на станции биологической очистки сточных вод ПДК снизился
до 1,44 мг/дм3, и превышал в 2,88 раза.
Результаты химического анализа по азоту аммонийному указывают на
то, что показатели в среднем превышают утвержденное значения НДС на
входе в 76,1 и выходе из очистных сооружений в 2,38 раз. Согласно [55]
лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) – токсикологический, класс
опасности вещества 4. В соответствии с [54] ЛПВ – органолептический, 4
класс опасности вещества [51-54].
Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания
органических веществ в воде, выражается в миллиграммах кислорода,
пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в литре (1
дм³) воды.
Один из основных показателей степени загрязнения воды
органическими веществами.
Сточные воды г. Якутска до очистки имеют большой показатель по
ХПК более 500 мг/дм3 на входе и 44 мг/дм3 на выпуске из очистных
сооружений, в среднем превышение утвержденного норматива в 12,56 раз.
После очистки заметно снижение уровня данного показателя в 10-15 раз. В
целом, эффективность очистки по данному показателю высокая.
80
Концентрация синтетических поверхностно активных веществ(СПАВ)
в коммунально-бытовых стоках г. Якутска перед подачей в очистные
сооружения в среднем равна 2,32 мг/дм3 . Они состоят в основном из
биохимически легко окисляемых «мягких» СПАВ, которые в процессе
биологической очистки удаляются до 80%. После очистки результаты
анализа не превышали ПДК для водоемов рыбохозяйственного, культурнобытового и хозяйственно- питьевого значения, а также утвержденный НДС
СПАВ в р. Лена [54-55].
Фенолы
–
производные
бензола
с
одной
или
нескольким
гидроксильными группами, нестойкие соединения, которые подвергаются
биохимическому окислению. В природе фенолы образуются в процессах
метаболизма
водных
организмов,
при
биохимическом
распаде
и
трансформации органических веществ.
При обработке сточной воды, содержащей фенольные примеси
хлором, возможно образование органических соединений 1 класса опасности
– диоксины. Они являются
суперэкотоксикантами, которые обладают
мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным
и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются
как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду,
пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10−6 г на 1 кг
живого веса. Поэтому важно проводить анализ воды на наличие фенолов
перед спуском в водоем. Спуск фенольных вод ухудшает общее санитарное
состояние водоема, пагубно влияет на живые организмы, оказывая
токсическое действие, а также изменяя режим биогенных элементов и
растворенных газов.
Концентрация фенолов в сточных водах г. Якутска в среднем до
очистки равна 0,12 мг/дм3 и после очистки 0,012 мг/дм3 , в соответствии с
таблицей 4. После очистки концентрация вещества превышает показатель
НДС в 1,05 раз.
81
Проводимая на станции биологической очистки стоков (СБОС) г.
Якутска механическая и биологическая очистка сточных вод позволяет
снизить концентрацию загрязняющих веществ, превышающих ПДК до
допустимых пределов по органолептическим, механическим и санитарнохимическим показателям.
4.4 Анализ микробиологических показателей сточных вод на СБОС АО
«Водоканал» г. Якутска
На основе результатов микробиологического исследования сточных
вод СБОС от г. Якутска химико-бактериологической лабораторией АО
«Водоканал» за 2017 г., а также данных из [17] проведена оценка
микробиологического загрязнения сточной воды. В качестве данных были
взяты результаты микробиологического анализа за период с января по
декабрь 2017 гг. Место отбора воды на СБОС до очистки сточных вод и
после очистки сточных вод на выпуске.
Согласно [56] эпидемиологически опасные сточные воды могут
сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и
обеззараживания до числа термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ)
КОЕ/100 мл ≤100, числа общих колиформных бактерий (ОКБ) КОЕ/100 мл ≤
500 и числа колифагов БОЕ/100 мл ≤ 100 .
На входе в очистные сооружения сточные воды г. Якутска превышают
микробиологические показатели в несколько сотен тысяч раз. Механическая,
биологическая очистка и УФ-обеззараживание позволяют снизить данные
показатели до допустимых пределов.
На рисунке 4.11 представлена динамика числа общих колиформных
бактерий в воде до очистки и после очистки сточных вод на СБОС АО
«Водоканал» г. Якутска в период с января по декабрь 2017 гг.. Наименьшее
число общих колиформных бактерий до очистки сточных вод установлено в
августе 4,4∙107, а наибольшее число ОКБ в январе и феврале. Предельно
допустимая концентрация числа общих колиформных бактерий (ОКБ) не
82
должна превышать
500 КОЕ в 100 мл в сточной воде перед спуском в
водоем. Рисунок 4.11 свидетельствует о том, что в период с января по
декабрь 2017 г. число ОКБ после очистки сточных вод не превышает 500
КОЕ/100 мл и на протяжении года остается практически неизменным и
близким к 300-500 КОЕ/100 мл.
Динамика числа термотолерантных колиформных бактерий в воде до
очистки и после очистки сточных вод на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска в
период с января по декабрь 2017 гг. представлена на рисунке 4.12. Предельно
допустимая концентрация числа термотолерантных колиформных бактерий
(ТКБ) не должна превышать 100 КОЕ в 100 мл в сточной воде после очистки
перед спуском в р. Лена. Рисунок 4.12 свидетельствует о том, что в период с
января по декабрь 2017 г. число ТКБ после очистки сточных вод не
превышает 100 КОЕ/100 мл и на протяжении года остается близким к 70-100
КОЕ/100 мл.
1E+09
10000000
ОКБ КОЕ в 100 мл
10000000
1000000
100000
10000
1000
100
10
1
до очистки
после очистки
ПДК
Рисунок 4.11 – Динамика числа общих колиформных бактерий в воде до
очистки и после очистки сточных вод на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска в
период с января по декабрь 2017 гг.
83
На рисунке 4.13 представлена динамика числа колифагов в воде до
очистки и после очистки сточных вод на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска в
период с января по декабрь 2017 гг. Число колифагов в сточной воде до
очистки варьирует 4,5∙105 – 1,2∙105, и наибольшее значение установлено в
октябре. Предельно допустимая концентрация числа колифагов не должна
превышать 100 БОЕ в 100 мл в сточной воде перед спуском в водоем. В
период с января по декабрь 2017 г. число колифагов после очистки сточных
вод не превышает 100 БОЕ/100 мл и на протяжении года остается близким к
50-100 БОЕ/100 мл.
1E+09
10000000
ТКБ КОЕ в 100 мл
10000000
1000000
100000
10000
1000
100
10
1
до очистки
после очистки
ПДК
Рисунок 4.12 – Динамика числа термотолерантных колиформных бактерий в
воде до очистки и после очистки сточных вод на СБОС АО «Водоканал» г.
Якутска в период с января по декабрь 2017 гг.
84
10000000
Колифаги БОЕ в 100 мл
1000000
100000
10000
1000
100
10
1
до очистки
после очистки
ПДК
Рисунок 4.13 – Динамика числа колифагов в воде до очистки и после
очистки сточных вод на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска в период с января
по декабрь 2017 гг.
4.5
Анализ санитарно-паразитологических показателей сточных вод и
донных осадков на СБОС АО «Водоканал» г. Якутска
Проводимая на станции биологической очистки стоков (СБОС) г.
Якутска механическая и биологическая очистка сточных вод позволяет
снизить концентрацию загрязняющих веществ, превышающих ПДК до
допустимых пределов по органолептическим, механическим и санитарнохимическим показателям [6]. В то же время результаты лабораторных
исследований проб сточных вод «ГУП Водоканал» г. Якутска по
паразитологическим показателям не соответствовали нормам СанПиН
2.1.5.980-2000 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
Действующий
СанПиН,
однозначно
указывает
на
недопустимость
присутствия в 25 л сточных вод, прошедших очистку, жизнеспособных яиц
гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол), онкосфер тениид и
жизнеспособных цист патогенных кишечных простейших [56].
85
Исследования канализационных сточных вод г. Якутска показали
наличие
паразитарного
загрязнения.
Результаты
санитарно-
паразитологического анализа сточной воды на СБОС г. Якутска с 2013-2018
гг.представлены в таблице 3. В пробах сточной воды и осадка на всех этапах
исследования были обнаружены яйца аскарид и диффилоботриид. Яйца рода
Enterobius не были обнаружены лишь в пробах после ультрафиолетовой
очистки и в осадке из песколовок. Яйца аскарид и дифиллоботриид были
выявлены в пробах сточной воды
взятой до очистки в 75 и 67 случаев
соответственно. В осадке из песколовок были выявлены яйца аскарид и
диффилоботриид в 64 и 39 % случаев, а также в осадке после пресс фильтра
в 50 и 63 % проб. После повторной механической очистки и биологической
очистки воды с помощью активного ила в 22 и 11% проб найдены яйца
аскарид и дифиллоботриид соответственно. Биологическая обработка
сточной воды активным илом и механическая очистка существенно снизила
первичные показатели
паразитарного
загрязнения
воды. Более
того
неповреждѐнные яйца возбудителей аскаридоза и дифиллоботриоза были
обнаружены после воздействия ультрафиолетового излучения в 18 и 5 %
проб воды. Яйца возбудителя энтеробиоза найдены в 18% проб сточных вод
до очистки. Механическая и биологическая очистка уменьшает долю
положительных проб до 8%. Однако после УФО обработки стоков в пробах
воды яйца остриц не выявлены.
Таблица 3 – Результаты санитарно-паразитологического анализа сточной
воды на СБОС г. Якутска с 2013-2018 гг.
Яйца гельминтов
рода
Выявлено положительных проб (% к исследованным)
Воды
Осадка
До очистки
(n=63)
Ascaris
Diphyllobothrium
Enterobius
75
67
18
После
биолог.
очистки
(n=64)
22
11
8
86
После
УФО*
(n=23)
Из
песколовки
(n=28)
После пресс
фильтра
(n=30)
18
5
0
64
39
0
50
63
10
За исследуемый период с 2013 по 2018 г. установлено, что наибольший
доля выделенных положительных проб отмечается в летне-осенний период, и
изменяется с мая по сентябрь с 66,6 % до 100% соответственно.
Минимальное количество положительных проб выявлено в апреле (33,3 %).
Биологическая очистка позволяет значительно снизить долю положительных
проб до 27,6% летом и 20% зимой (см. рисунок 4.14).
Выявлено положительных проб ,
% к исследованным
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Зима
до очистки
Весна
Лето
Осень
после биологической очистки
Рисунок 4.14 – Сезонность выделения яиц гельминта рода Diphyllobothrium в
сточных водах до и после очистки с 2013-2018 г.
Превышение ряда паразитологических показателей в сточных водах
находит своѐ отражение в санитарном неблагополучии поверхностных вод.
Результаты
санитарно-паразитологического
анализа
воды
р.
Лена
в
окрестностях г. Якутска за 2005–2010 гг. показали трѐхкратное превышение
нормативных значений по наличию паразитических жгутиковых простейших
Giardia intestinalis (3,2 цисты лямблий в 25 л). В пробах воды в период
паводка количество цист лямблий в отдельных образцах достигало 9,3 цист в
25 л. Скрининговые исследования, проведенные в среднем течении р. Лена в
87
2008 г., позволили установить, что на исследуемом участке реки вода в 90,0%
не
отвечала
показателям.
гигиеническим
При
этом
в
требованиям
районе
г.
по
Якутска
паразитологическим
не
соответствовали
гигиеническим нормативам 75,0 % проб, в Хангаласском и Намском районах
нестандартными оказались все пробы воды. Несоответствие качества воды
гигиеническим нормативам было связано с наличием цист лямблий (90,0 %
проб) [7]. По нашему мнению, именно присутствие возбудителя лямблиоза
может
являться
одним
из
маркеров
неблагополучия водоема [57].
88
санитарно-паразитологического
5
ОБЩАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)
Паразитарные заболевания в РФ продолжают занимать одно из
ведущих мест в структуре инфекционной патологии. Заболеваемость
населения паразитарными болезнями за последние годы стабилизировалась
на уровне показателя 230 на 100 тыс.населения, в 2018 году составила 210,41.
На долю гельминтозов в 2018 году пришлось 86,6% всех паразитарных
заболеваний, на долю протозоозов – 13,4 % [58].
Наиболее распространенным из протозоозов является лямблиоз (более
90 % от общего числа случаев). В 2018 г. зарегистрировано более 37,5 тыс.
случаев заболеваемости лямблиозом, более 70 % случаев приходится на
детей, показатель заболеваемости которых в 2018 г. составил 89,25 на 100
тыс.
По Республике Саха (Якутия) средний показатель заболеваемости
лямблиозом 18,68 на 100 тысяч населения. Заболеваемость лямблиозом
регистрируется в 13 административных районах республики, превышение
среднереспубликанского показателя наблюдается на 4 административных
территориях, показатель заболеваемости по ним колеблется от 29,2 до 111,9
на 100 тысяч населения.
Анализируя статистические данные государственных докладов о
состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения РФ и
Республики Саха (Якутия),
была получена динамика заболеваемости
населения лямблиозом в РФ и Республике Саха (Якутия) в период с 2006 –
2018 гг. (см. рисунок 5.1). По РФ наблюдается достоверное снижение
заболеваемости (R² = 0,994), показатели заболеваемости (ПЗ) варьируют от
максимального значения 84,1 в 2006 г. до минимума 25,54 на 100 тыс.
населения в 2018 г. Как по России, так и в Якутии лямблиоз регистрируется
ежегодно, но имеет недостоверную тенденцию к снижению заболеваемости
(коэффициент аппроксимации R2=0,537).
89
y = 0,172x2 - 7,312x + 91,63
R² = 0,994
Количество заболевших на 100 тыс.
населения
90
80
70
60
50
40
30
20
y = -1,110x2 + 15,47x - 5,030
R² = 0,537
10
0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Годы
Заболеваемость лямблиозом в РС(Я)
Заболеваемость лямблиозом в РФ
Рисунок 5.1 – Динамика заболеваемости населения лямблиозом в РФ и
Республике Саха (Якутия) в период с 2006 –2018 гг.
Наличие высокого риска заражения цистами лямблий подтверждается
результатами
санитарно-паразитологических
исследований
воды,
продовольственного сырья и пищевых продуктов. В 2018 году цисты
лямблий
были
обнаружены
в
воде
централизованного
питьевого
водоснабжения – 0,34%, в воде поверхностных водных объектов – 0,32% и в
продовольственном сырье и пищевых продуктах – 0,08%. Наличие цист
лямблий
в
воде
централизованного
питьевого
водоснабжения,
поверхностных водных объектов, продовольственном сырье и пищевых
продуктах ежегодно способствует заражению лямблиозом. В целом средний
многолетний
показатель
заболеваемости
(СМПЗ)
лямблиозом
в
рассматриваемом регионе за исследуемый период был в 1,54 раз ниже
общероссийского уровня.
В структуре нозоформ паразитарной этиологии наиболее значимыми
являются энтеробиоз и аскаридоз.
90
Энтеробиоз (новолат. enterobiosis от Enterobius)
–
гельминтоз из
группы нематодозов, вызываемый червями из рода остриц (Enterobius sp.).
Самый распространѐнный вид гельминтозов. Острица представляет собой
небольшого червя белого цвета. Длина самки достигает 10 мм, самца — 5 мм.
Задний конец тела самца закручен на брюшную сторону, у самки шиловидно
заострѐн. Острицы обитают в слепой кишке и аппендиксе человека, не
вызывая каких-либо болезненных симптомов. Путь передачи фекальнооральный [59].
Аскаридоз (Ascaridosis) — антропонозный геогельминтоз, кишечная
инфекция
из
группы нематодозов,
возбудителями
которой
являются аскариды (Ascaris lumbricoides). Аскариды паразитируют в тонком
кишечнике.
Источником
инфекции
выступает
человек,
зараженный
аскаридозом [59]. Механизм передачи – фекально-оральный. Человек
заболевает при проглатывании яиц.
Доминирующей инвазией в структуре паразитарных заболеваний как в
целом по Российской Федерации, так и по Якутии является энтеробиоз, и на
его долю приходится 72,1 % случаев от всех гельминтозов.
В 2018 г. зарегистрировано около 223 тысяч случаев энтеробиоза
151,69 в РФ и 380,2 на 100 тыс. населения в Республике Саха (Якутия).
Заболеваемость энтеробиозом в Российской Федерации имеет устойчивую
тенденцию к снижению (R² = 0,95), но в Республике Саха (Якутия) число
заболевших растет с каждым годом (см. рисунок 5.2). Рост заболеваемости
энтеробиозом наблюдается с 2009 года, показатели стали существенно выше
общероссийских, что связано с улучшением качества диагностики, активным
выявлением среди зараженных, совершенствованием учета и ужесточением
надзора.
91
Количество заболевших на 100 тыс.
населения
400
y = -1,561x2 + 41,50x + 102,1
R² = 0,945
350
300
250
y = 0,816x2 - 17,88x + 250,4
R² = 0,950
200
150
100
50
0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Годы
Заболеваемость энтеробиозом в РС(Я)
Заболеваемость энтеробиозом в РФ
Рисунок 5.2 – Динамика заболеваемости населения энтеробиозом в РФ и
Республике Саха (Якутия) в период с 2006 –2018 гг.
Региональной
спецификой
проявления
эпидемического
процесса
аскаридоза в Республике Саха является то, что СМПЗ в регионе в 3,5 раза
ниже общероссийского уровня (см. рисунок 5.3). Однако необходимо
отметить тот факт, что если нисходящая динамика заболеваемости
аскаридозом в РФ носит ярко выраженный достоверный характер (R2=0,988),
то в Якутии нисходящая тенденция снижения заболеваемости не является
достоверной (R2=0,532). Менее интенсивные показатели заболеваемости
населения
Якутии
аскаридозом
обусловлены,
по
нашему
мнению,
особенностями жизненного цикла аскарид, имеющих преимущественно
почвенный фактор передачи и климатогеографическими характеристиками
территории, где в условиях открытого грунта яйца возбудителя не достигают
инвазионной
стадии.
К
лимитирующим
факторам
диссеминации
окружающей среды расселительными формами возбудителя аскаридоза
может быть также отнесена и структура аграрного комплекса, где
92
превалирует
животноводство,
а
доля
растениеводства,
овощеводства
существенно ниже, чем в целом по РФ [57].
Количество заболевших на 100 тыс.
населения
45
40
35
30
y = 0,043x2 - 2,934x + 42,42
R² = 0,988
25
20
15
y = -2,76ln(x) + 11,76
R² = 0,532
10
5
0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Годы
Заболеваемость аскаридозом в РФ
Заболеваемость аскаридозом в РС(Я)
Рисунок 5.3 – Динамика заболеваемости населения аскаридозом в РФ и
Республике Саха (Якутия) в период с 2006 –2018 гг.
В структуре же биогельминтозов лидирующее место в РФ занимает
описторхоз, дифиллоботриозу стабильно принадлежит второе место и на его
долю приходится 16,8 % случаев. В Якутии в отношении указанных
паразитозов сложилась во многом схожая ситуация, однако ряд показателей
значимо отличается от общероссийских тенденций.
Доминирующей инвазией в Якутии, в отличие от РФ является
дифиллоботриоз
–
25%
случаев.
В
Республике
Саха
показатель
заболеваемости населения дифиллоботриозом в 2018 году регистрировали на
уровне 136,8 на 100 тыс. населения.
Этот регион занимает лидирующее место в ряду субъектов федерации,
имеющих интенсивные показатели заболеваемости Хакасия (75,5), Ямало-
93
Ненецкий округ (38), Красноярский край (33,1), республики Коми (11,1) и
Бурятия (12,4).
Эпидемиологический
анализ
заболеваемости
дифиллоботриозом
населения за 22 года свидетельствует о снижении количества заболевших в
3,86 раз. За исследуемый период показатель заболеваемости варьирует с
максимального значения 477,2 на 100 тыс. населения до
минимального
112,2, динамика показателя заболеваемости имеет достоверную нисходящую
динамику (R2=0,978) (см. рисунок 5.4). Но сопоставляя данные по
заболеваемости населения в Республике Саха (Якутия) и Российской
Федерации дифиллоботриозом, необходимо отметить явное неблагополучие
региона, где СМПЗ (264,1) превышает общероссийский (10,02) в 26,3 раз.
Очаги дифиллоботриозов в республике локализуются в бассейнах рек
Лена, Колыма, Индигирка и Вилюй. В Центральной Якутии по среднему
течению р. Лена выявлен очаг дифиллоботриоза речного типа, включающий
мелководные заливы и пойменные озера, где весной и в начале лета
размножаются ракообразные, зараженные личинками дифиллоботриид.
Население Хангаласского и Намского улусов, территория г. Якутска,
домашние плотоядные животные, а также береговая зона водоемов являются
биотопом лентеца широкого, где происходит развитие личиночных стадий в
форме
корацидия
и
процеркоида.
В
Республике
Саха
из
35
административных районов 29, в том числе и г. Якутск, являются
неблагополучными по дифиллоботриозу (85 %). Особенно напряжѐнная
ситуация
складывается
в
нескольких
районах,
где
заболеваемость
многократно превышает среднереспубликанский показатель см. таблицу 4
[60].
94
Количество заболевших на 100 тыс.
населения
600
500
y = 519,1e-0,06x
R² = 0,978
400
300
200
100
y = -0,007x2 - 0,532x + 17,82
R² = 0,949
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
0
Годы
Заболеваемость дифиллоботриозом в РС(Я)
Заболеваемость дифиллоботриозом в РФ
Рисунок 5.4 – Динамика заболеваемости населения дифиллоботриозом в РФ
и Республике Саха (Якутия) в период с 1995 –2017 гг.
Таблица 4 – Административные территории Республики Саха (Якутия) с
наиболее высоким уровнем заболеваемости населения дифиллоботриозом в
2018 году
Наименование района
Количество заболевших на
100 тыс. населения
Республика Саха (Якутия)
Жиганский
Олекминский
Кобяйский
Хангаласский
136,8
592,1
566,4
563,2
480,9
Превышение
среднереспубликанского
показателя (раз)
4,3
4,1
4,1
3,5
Следует отметить то, что, по мнению ряда исследователей, истинная
заболеваемость дифиллоботриозом в среднем в 3 раза выше, чем
регистрируемая, поскольку последняя не охватывает всех инвазированных.
В
г.
Якутске
дифиллоботриоз
регистрируется
ежегодно,
за
исследуемый период показатель заболеваемости варьирует с максимального
95
значения 307,5 (810 человек) на 100 тыс. населения до минимального 96,76
(321), динамика показателя заболеваемости имеет достоверную нисходящую
Количество заболевших на 100 тыс.
населения
динамику (R2=0,9) (см. рисунок 5.5).
350
300
y = 340,3e-0,13x
R² = 0,900
250
200
150
y = -0,608x2 - 4,514x + 210,7
R² = 0,916
100
50
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Годы
Заболеваемость дифиллоботриозом в РС(Я)
Заболеваемость дифиллоботриозом в г. Якутске
Рисунок 5.5 – Динамика заболеваемости населения дифиллоботриозом в
Республике Саха (Якутия) и г. Якутске
СМПЗ по дифиллоботриозу за исследуемый период 9 лет в г. Якутске
(175,5) превышает СМПЗ в регионе (162,5) в 1,08 раз и общероссийские
показатели (5,08) в 34,5 раз, что является явным признаком неблагополучия
города и Республики в целом по данному паразитарному заболеванию.
С 2008 г. по 2013 г. г. Якутске наблюдается ежегодное превышение
показателя заболеваемости по Республике Саха. С 2013 г. по сей день
сложилась противоположная ситуация, в столице наблюдается постепенное
снижение данного показателя. Следует отметить то, что за исследуемый
период по Якутии (R²=0,92) и Якутску (R²=0,9) зарегистрировано стабильное
достоверное снижение заболеваемости.
96
Данное положение, по нашему мнению, можно связать в том числе, с
эффективностью работы очистных сооружений г. Якутска. Так в 2013 г. АО
«Водоканал» г. Якутске сбросил без очистки в р. Лена 989,84 м3 , что
составило 3,95 % от общего объема водоотведения (25058,66 м 3).
Недостаточно очищенные воды составили 96,05 %. Благодаря оптимизации
работ системы очистных сооружений г. Якутска, с 2014 г. прекращен сброс
сточных вод без очистки, кроме того происходит неуклонное снижение
отведения в водные объекты недостаточно очищенных стоков. В период с
2014-2015
гг.
100%
объем
отводимых
вод
является
недостаточно
очищенными, а с 2016 года 100% объем сбрасываемых АО «Водоканал»
сточных вод является нормативно-очищенными.
Именно дифиллоботриоз сегодня является самым распространенным
биогельминтозом Крайнего Севера, представляя для Республики Саха
(Якутия) особую актуальность, а одним из факторов способствующих
устойчивому
функционированию
очага
дифиллоботриоза
является
антропогенное загрязнение водоисточников. Попадание в воду вместе с
коммунально-бытовыми стоками яиц лентеца широкого определяет и
поддерживает его циркуляцию по схеме: промежуточные (веслоногие
ракообразные) – дополнительные (щука, налим, окунь) – окончательные
хозяева (человек, плотоядные домашние животные).
Положение усугубляется с любительской ловлей рыбы, браконьерства
и несанкционированной продажи рыбы из очагов дифиллоботриоза, а также
гастрономическими особенностями местного населения – употреблением в
пищу рыбы (зараженной личинками лентеца широкого) без должной
кулинарной
обработки,
что
способствует
поддержанию
высокой
пораженности населения дифиллоботриозом.
Сброс неочищенных сточных вод в р. Лена играет немаловажную роль
в заражении рыб личинками дифиллоботриид. Наличие пропагативных форм
Diphyllobothrium latum в водоемах республики определяет значительный
уровень инвазированности рыбы личинками дифиллоботриид. В среднем
97
течении реки Лены в районе г. Якутска, Хангаласского, Намского улусов
инвазированность щуки (Esox lucius), налима (Lota lota) и окуня (Perca
fluviatilis) плероцеркоидами D. latum составила 39,1; 67,0 и 17,7% при
интенсивности инвазии 8,29±0,81; 16,2±2,51; 1,6±0,16 экз. соответственно
[60].
Состояние среды обитания во многом определяет распространение
гельминтозов среди населения. Отталкиваясь от гипотезы Н.А Романенко, в
которой взяты за основу данные о гельминтологическом загрязнении среды
обитания
и
предложена
концепция,
отражающая
взаимосвязь
и
взаимозависимость заболеваемости населения паразитозами с фактическим
санитарно-паразитологическим качеством окружающей среды, прослежена
взаимосвязь
и
взаимозависимость
сооружений
с
эпидемической
эффективности
ситуацией
работы
очистных
заболеваемости
населения
дифиллоботриозом в г. Якутске.
Присутствие яиц гельминтов в сбрасываемых сточных водах находит
свое подтверждение в заболеваемости людей паразитарными заболеваниями
в республике.
98
6 БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧС. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ АВАРИИ НА
ХИМИЧЕСКИ ОПАСНОМ ОБЪЕКТЕ – СКЛАД ХЛОРА АО
«ВОДОКАНАЛ» Г. ЯКУТСКА
Задание
1. Рассмотреть возможные сценарии развития аварии на химически
опасном объекте (складе хлора) АО «Водоканал» г. Якутска.
2. Провести оценку химической обстановки при разгерметизации
контейнеров с жидким хлором на химически опасном объекте.
Хлор – газ, который относится к аварийно химически опасным
веществам, применяемым в промышленности и сельском хозяйстве, при
аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение
окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях
(токсодозах). Класс опасности хлора 2, токсичный газ удушающего действия.
Согласно [61] и [62]: ПДК в рабочих помещениях – 1 мг/м3, ПДКм.р– 0,1
мг/м3, ПДКс.с.– 0,03 мг/м3. Раздражающее действие появляется при
концентрации 0,01 г/м3, смертельные отравления возможны при 0,25 г/м3 и
при вдыхании в течение 5 минут [61,62].
На основе имеющихся данных по складу хлора, располагающегося на
территории СБОС в северной части города, в 4км от центра была проведена
оценка химической обстановки при разливе жидкого хлора.
Рассмотрены два наиболее опасных возможных сценария развития
аварий: полное разрушение контейнера с выбросом, содержащегося
хлор,
причиной которого может служить ошибки персонала, технические
неполадки, а также одновременное разрушение всех хранящихся на складе
контейнеров при диверсионных действиях.
Площадь территории 0,5 га. Количество единовременно хранимого на
складе хлора составляет 24 т. Общая численность рабочих – 10чел.
Наибольшая работающая смена – 2чел.
99
Радиус опасной зоны для складов жидкого хлора принимают в
пределах глубины распространения хлорного облака с поражающей
концентрацией (определяется расчетом) [63].
Жидкий хлор в контейнерах объемом 0,8 м3 и вместимостью 1000 кг
предназначен для дезинфекции в случае аварийных ситуаций на СБОС, а
также контейнеры
по мере необходимости развозят по объектам
(хлораторная ВЗС, хлораторная водоузла №6). Контейнеры с жидким хлором
от
предприятия-наполнителя
АО
«Химпром»,
г.
Усолье-Сибирское,
железнодорожным транспортом поступают на станцию г.Алдан, откуда
автомобильным транспортом доставляются на склад хранения хлора. Под
каждым контейнером установлен поддон. Вместимость поддона должна
быть не менее всего объема контейнера в соответствии с Приказом №554 от
20.11.2013 г. Об утверждении Федеральных норм и правил в области
промышленной безопасности "Правила безопасности производства хлора и
хлорсодержащих сред"[64].
На складе хранения единовременно может находиться 24 тонны
жидкого хлора (30 контейнеров). Годовая потребность в жидком хлоре всех
объектов составляет 120 тонн. Транспортировка, хранение и контейнеров с
жидким хлором производится в соответствии с Приказом Ростехнадзора от
20.11.2013 г. №554 "Об утверждении федеральных норм и правил в области
промышленной безопасности «Правила безопасности производства хлора и
хлорсодержащих сред». Из склада хранения хлора, контейнеры
необходимости
развозят по
по мере
объектам собственным автотранспортом,
имеющим допуск на перевозку АХОВ.
Краткая
характеристика
наиболее
опасного
сценария
развития
чрезвычайных ситуаций: разгерметизация контейнеров с жидким хлором на
открытой площадке (склад хлора базы ОМТС, при транспортировке
контейнера) – образование струйного выброса жидкого (газообразного) хлора
из отверстия – вскипание хлора + образование аэрозольного облака хлора +
истечение хлора на поверхность (ограниченная обвалованием) – образование
100
и распространение хлорного облака в атмосфере – попадание в зону хлорного
облака людей – интоксикация людей на открытой площадке.
При наиболее опасном сценарии развития аварии, одновременном
разрушении 30 емкостей с хлором на ХОО, расположенном на расстоянии
более 0,8 км от города выявление и оценка химической обстановки
выполнена в соответствии с [65]. Согласно оценке риска, проведенной на АО
«Водоканал»
разгерметизация
одного
контейнера 10 × 10−5
в
год,
разрушение одного контейнера 1,2 × 10−4 в год, вероятность одновременной
разгерметизации всех контейнеров, хранящихся на складе хлора менее 10−8 в
год.
Оценка химической обстановки на объектах, имеющих АХОВ,
включает: определение размеров и площади зоны химического заражения,
определение времени подхода заражѐнного воздуха к определѐнному рубежу
(объекту), определение времени поражающего действия АХОВ, определение
химических потерь.
Таблица 5 – Исходные данные
Площадь территории:
Количество единовременно хранимого на складе хлора:
Общая численность рабочих:
Наибольшая работающая смена
Емкость одного контейнера с жидким хлором:
Плотность хлора:
Высота «поддона» («обвалования»), м:
Средняя плотность населения в городе, чел./км2:
средняя плотность населения в загородной зоне (ЗЗ), чел./км2:
Доля незащищенного населения в городе:
Доля незащищенного населения в ЗЗ:
500 м2
24 т
10чел
2чел
V x = 0,8 м3.
d=1,553 т/м3
H =0,7
=2523
' =1
К =1
К / =0,8
При расчетах, согласно методике принимаются следующие допущения:
емкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью;
метеоусловия: степень вертикальной устойчивости воздуха инверсия,
скорость ветра – 1 м/с, температура воздуха t = +20° ; время от начала
аварии – 1 час.
101
В
таблице
6
представлены
значения
коэффициентов
для
прогнозирования масштабов заражения АХОВ и определения глубины зоны
заражения, которые определены из таблиц [65], приведенные в приложении
3.
Таблица 6 – Значения коэффициентов для прогнозирования масштабов
заражения АХОВ и определения глубины зоны заражения
K1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ
К1 = 0,18
K 2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств
K 2 =0,052;
АХОВ
K 3 – коэффициент, равный отношению средней пороговой
К3 = 1
токсодозы хлора к средней пороговой токсодозе данного АХОВ
K 4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра
K 4 =1;
вертикальной
1 приИн,
К 5 0,23 приИз
0,08 приК,
K 6 – коэффициент, зависящий от времени N(час), прошедшего
K 6 =10,8 при N<T;
K5 –
коэффициент,
учитывающий
степень
устойчивости воздуха
после начала аварии
К 71 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха для сжатых газов
К 7/ = 1
на скорость образования первичного облака
K 7// –
коэффициент,
учитывающий
окружающего воздуха на скорость
влияние
температуры
K 7// 1;
образования вторичного
облака
К8 -
коэффициент,
зависящий
от
степени
устойчивости воздух
вертикальной
0,081 приИн,
К8 0,133 приИз,
0,235 приК;
Основной задачей прогнозирования масштабов заражения АХОВ
является определение глубины распространения первичного и вторичного
облака зараженного воздуха.
102
При оценке при проливах из емкостей, имеющих самостоятельный
«поддон» («обвалование»)
толщина слоя жидкости хлора в «поддоне»
(«обваловании»), м:
h H 0,2
(1)
В соответствии с формулой (1) толщина слоя жидкого хлора:
h 0,7 0,2, 0,5 м
Количественные характеристики выброса (пролива) АХОВ для расчета
масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям Q Э (т).
Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку QЭ1 (т):
QЭ1 К1 К 3 К 5 К 7/ Q0
(2)
Q0 – количество выброшенного (пролившегося) при аварии хлора, в
тоннах при аварии Q0 :
Q0 d Vx
(3)
Эквивалентное количество хлора по первичному облаку QЭ1 (т) при
разрушении одного контейнера:
Q0 1,553 0,8 1,242т
QЭ1 К1 К 3 К 5 К 7/ Q0 0,18 1,242 0,224т
Эквивалентное количество хлора по первичному облаку QЭ1 (т) при
разрушении всех (30) контейнеров с жидким хлором:
QЭ1 К1 К 3 К 5 К 7/ Q0 0,18 37,272 6,71т
Q0 1,553 0,8 30 37,272т
Эквивалентное количество хлора по вторичному облаку QЭ 2 (т):
QЭ 2 (1 К1 ) К 2 К 3 К 4 К 5 К 6 К 7//
Значение
коэффициента
К6
определяем
Q0
hd
(4)
после
продолжительности испарения АХОВ с площади разлива Т (час):
103
расчета
N0,8 ,при N<T,
К6=
T0,8 ,при N>T.
Продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения
АХОВ с площади пролива):
T
hd
14,93ч
K 2 K 4 K7//
(5)
К6= N0,8=1
В соответствии с формулой (4) эквивалентное количество хлора по
вторичному облаку:
Эквивалентное количество хлора по вторичному облаку QЭ 2 (т) при
разрушении одного контейнера:
QЭ 2 (1 0,18) 0,052
1,242
0,0682т
0,5 1,553
Эквивалентное количество хлора по вторичному облаку QЭ 2 (т) при
разрушении всех (30) контейнеров с жидким хлором:
QЭ 2 (1 0,18) 0,052
37,272
2,047т
0,5 1,553
Максимальные значения глубин зон заражения по первичному Г1 (км) и
вторичному Г2 (км) облакам АХОВ определяем с помощью правила
интерполяции по таблице 5 приложения 5 [65] в зависимости соответственно
от QЭ1 и (или) QЭ 2 и скорости ветра, которая приведена в приложении 5.
1) При разрушении одного контейнера (0,8 м3):
Согласно приложению 2 [65] глубина зоны заражения для 0,1 т равна
1,25 км, а для 0,5 т 3,14 км, находим глубину зоны заражения по первичному
облаку QЭ1 =0,224 т:
3,14 1,25
Г1 1,25
0,224 0,1 1,836км
0,5 0,1
104
Аналогично находим глубину зоны заражения по вторичному облаку
QЭ 2 0,0682т :
1,25 0,85
Г 2 0,85
0,0682 0,05 0,996км
0,1 0,05
Полную глубину зоны заражения Г (км) определяем по формуле:
Г Г / 0,5 Г //
(6)
Г Г / 0,5 Г // 1,836 0,5 0,996 2,34км,
где Г / - большее из двух значений Г1 и Г2;
Г // - меньшее из двух значений Г1 и Г2.
Полученное значение Г сравниваем с возможным предельным
значением глубины переноса воздушных масс Гп (км), которое определяем:
Г П N V
(7)
Г П 1 5 5км
V – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при
данной скорости ветра U (м/с) и степени вертикальной устойчивости воздуха,
км/ч, см. табличные данные приложения 4.
За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения Г
(км) принимаем наименьшее из двух сравниваемых между собой значений
Г и Гп :
Г
Г min
Г П .
(8)
Г 2,34км
Время подхода зараженного облака к объекту, расположенному на пути
его движения:
t
t
X
V
0,5
0,1ч 6 мин,
5
где Х – расстояние от источника заражения до объекта, км;
105
(9)
V – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч;
t–
время подхода зараженного воздуха к объекту.
Площадь зоны возможного химического заражения (ЗВХЗ) первичным
(вторичным) облаком АХОВ определяем по формуле:
SВ
Г 2
,
3600
(10)
3,14 2,34 2
SВ
180 8,6км 2
360
где S Â - площадь ЗВХЗ, км2;
Г
– глубина зоны заражения, км;
- угловой размер зоны заражения, град.
Площадь зоны фактического заражения АХОВ:
S ф К 8 Г 2 N 0.2
(11)
Sф 0,081 2,342 10, 2 0,443км2
2) При разрушении всех (30) контейнеров с жидким хлором (24т):
Согласно приложению 2 РД 52.04.253-90 глубина зоны заражения для 5
т равна 12,53 км, а для 10 т 19,2 км, находим глубину зоны заражения по
первичному облаку QЭ1 =6,709 т:
19,2 12,53
Г1 12,53
6,709 5 14,8км
10 5
Аналогично находим глубину зоны заражения по вторичному облаку
QЭ 2 2,047т :
9,18 4,74
Г1 4,75
2,047 1 7,06км
3 1
Полная глубина зоны заражения Г (км):
Г Г / 0,5 Г // 14,8 0,5 7,06 18,33км,
где Г / - большее из двух значений Г1 и Г2;
Г // - меньшее из двух значений Г1 и Г2.
106
Полученное значение Г сравниваем с возможным предельным
значением глубины переноса воздушных масс Гп (км), которое определяем:
Г П 1 5 5км
За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения Г
(км) принимаем наименьшее из двух сравниваемых между собой значений
Г и Гп :
Г
Г min
Г П .
(8)
Г 5км
Площадь зоны возможного химического заражения (ЗВХЗ) первичным
(вторичным) облаком АХОВ:
SВ
3,14 5 2
180 39,25км 2
360
Площадь зоны фактического заражения АХОВ:
S ф 0,081 5 2 10, 2 2,025км 2
Рассчитаем возможные общие потери населения в очаге поражения
АХОВ (хлор):
Г гор.
Г гор. /
К / ,
P 0 Sф
К 1
Г
Г
(12)
где P 0 - общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.;
Г
- общая глубина распространения облака зараженного воздуха, км.;
Г гор - глубина распространения облака зараженного воздуха в городе, км.;
Примечание: глубина распространения облака зараженного воздуха в
городе (в закрытой местности в 3,5 раз меньше, чем общая глубина
распространения облака зараженного воздуха;
=2523
' =1
- средняя плотность населения в городе, чел./км2;
- средняя плотность населения в загородной зоне (ЗЗ), чел./км2;
К =1 - доля незащищенного населения в городе;
К / =0,8- доля незащищенного населения в ЗЗ.
107
К 1 n1 n2,
(13)
где n1 - доля населения, обеспеченного противогазами, в городе;
n 2 - доля населения, обеспеченного убежищами, в городе;
К/ - доля незащищенного населения в 33:
К / 1 n1/ n2/ ,
(14)
где n1/ - доля населения, обеспеченного противогазами, в 3З;
n 2/ - доля населения, обеспеченного убежищами, в 33.
По формуле (12) определяем величину возможных общих потерь
населения (чел.):
1) При разрушении одного контейнера с жидким хлором (0,8 м3):
0,66
0,66
P 0 0,443
2523 1 1
1 0,8 316
2,34
2,34
2) При разрушении всех 30 контейнеров с жидким хлором (24 т):
1,43
1,43
P 0 2,025
2523 1 1
1 0,8 1463
5
5
Структура потерь в очаге поражения: 35% - безвозвратные потери, 40% санитарные потери средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее,
чем на 2-3 недели и нуждающихся в госпитализации), 25% - санитарные
потери легкой степени.
Определяем структуру потерь в очаге поражения:
При разрушении одного контейнера с жидким хлором (0,8 м3) (чел.):
1) безвозвратные потери: Р 0 0,35 316 0,35 111;
2) санитарные потери средней и тяжелой степени: Р 0 0,4 316 0,4 127 ;
3) санитарные потери легкой степени: Р 0 0,25 316 0,25 79
При разрушении всех 30 контейнеров с жидким хлором (24т):
4) безвозвратные потери: Р 0 0,35 1463 0,35 513
5) санитарные
потери
средней
и
тяжелой
Р 0 0,4 1463 0,4 586
6) санитарные потери легкой степени: Р 0 0,25 1463 0,25 366
108
степени:
Таблица 7 – Результаты оценки химической обстановки на объекте
При разрушении одного
контейнера с жидким
хлором, объемом 0,8 м3
При разрушении
всех (30) контейнеров с
жидким хлором,
общим объемом 24 т
Эквивалентное количество хлора
по первичному облаку Q Э1 (т):
QЭ1 =0,224
QЭ1 6,71
Эквивалентное количество хлора
по вторичному облаку QЭ 2 (т):
QЭ 2 =0,0682
QЭ 2 2,047
Продолжительность поражающего
действия хлора (время испарения
с площади пролива) (ч):
Полная глубина зоны заражения
Г (км)
T 14,93
T 14,93
Г 2,34
Г 5
Время подхода зараженного
облака к объекту, расположенному
на пути его движения (мин):
Площадь зоны возможного
химического заражения
первичным (вторичным) облаком
хлора км2:
Площадь зоны фактического
заражения км2:
t 6
t 6
S В 8,6
SВ 39,25
S ф 0,443
S ф 2,025
P 0 316
P 0 1463
безвозв. потери – 111;
санитарные потери
средней и тяжелой
степени – 127;
санитарные потери
легкой степени – 79.
безвозв. потери –513;
санитарные потери
средней и тяжелой
степени - 586;
санитарные потери легкой
степени - 366.
Возможные общие потери
населения в очаге поражения
(человек):
Проведенная оценка химической обстановки при разливе жидкого
хлора на опасном химическом объекте (складе хлора) АО «Водоканал»
позволила установить, что при наиболее опасном сценарии аварии,
одновременной разгерметизации всех хранящихся на складе временного
хранения контейнеров в результате диверсионного акта в окружающую среду
может быть выброшено максимально 24 тонны жидкого хлора. При этом
практически мгновенно в газовую фазу перейдет до 6,71 т хлора (первичное
109
облако). Остальное содержимое контейнера охладится до температуры -34℃
и будет медленно испаряться под воздействием внешнего теплопритока из
окружающей среды, в течение 1 часа. Продолжительность поражающего
действия
АХОВ 14,93 ч (время испарения АХОВ с площади пролива).
Величина возможных общих потерь населения 1463 человек [66-67].
При наиболее вероятном сценарии аварии, разрушении одного
контейнера в газовую фазу перейдет 0,224 т. Величина возможных общих
потерь населения 316 человек.
Роза ветров в Якутске (см. рисунок 6.1) показывает, какие ветры
преобладают в рассматриваемом городе. В данном случае карта ветров
показывает
преобладающие направления ветров в Якутске. Как видно из
розы ветров, основным направлением ветра в Якутске является северозападный (23%). Кроме того, преобладающими направлениями ветра можно
назвать северный (21%) и западный (18%). Самый редкий ветер в Якутске —
восточный (6%).
Рисунок 6.1 – Роза ветров в Якутске
Таким образом, при наиболее опасном сценарии (разрушение
максимального
зараженного
числа
облака
хранящихся
контейнеров)
и
наибольшая
вероятность
возможного
110
распространении
числа
пострадавших среди персонала и населения (пострадавших) будет к северозападу от склада хлора:
𝑃 = 10−8 ∗ 2,3 ∗ 10−1 = 2,3 ∗ 10−9
Вероятность возможного числа пострадавших среди населения и
персонала при разрушении одного контейнера с хлором:
𝑃 = 10−4 ∗ 2,3 ∗ 10−1 = 2,3 ∗ 10−5
Величина возможного ущерба зависит от количества пострадавших.
Ущерб, нанесенный предприятию – значителен даже при отсутствии
пострадавших (стоимость основных фондов, восстановительных работ,
нового оборудования). В случае наличия
пострадавших ущерб будет
складываться из стоимости лечения пострадавших и компенсации их семьям
и семьям погибших. Экологический ущерб при выбросе максимального
количества хлора составит ориентировочно от 20 до 25млн. руб.
Поскольку вероятность полного разрушения контейнера невелика,
вероятность одновременного разрушения всех хранящихся контейнеров –
чрезвычайно
мала,
риск
массовых
поражений
населения
города
незначителен.
При скорости ветра 1 м/с зона возможного заражения имеет вид
полуокружности
(см приложение 4). Угол равен 180 град., радиус
полуокружности равен глубинам зоны заражения Г. Биссектриса угла
совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.
На рисунке 6.2 приведена карта-схема зоны возможного химического
заражения облаком хлора на складе хлора АО «Водоканал» г. Якутск.
Несмотря на такие достоинства жидкого хлора, как высокое,
устойчивое, не изменяющееся при хранении качество продукта, простота
реакции и предсказуемость дозы, доступность массовых поставок, легкости
хранения и концентрации активного хлора 100%, использование, хранение и
транспортировка жидкого хлора является очень опасным.
111
Одним из возможных путей решения проблемы и возможности
избежать аварии, является переход на более безопасный дезинфектант –
гипохлорит натрия.
Весомым преимуществом в использовании гипохлорита натрия вместо
жидкого хлора в качестве дезинфицирующего средства является то, что он не
горюч и не взрывоопасен.
Однако имеются и некоторые недостатки: гипохлорит натрия и
хлорсодержащие соединения проявляют наибольшую активность только в
щелочной среде, а также гипохлорит натрия неустойчив и подлежит
разложению, при этом теряет дезинфицирующие свойства.
Переход на более безопасный дезинфектант – гипохлорит натрия,
ограничен природно-географическими
особенностями региона в силу
логистической сложности. Транспортировка состоит из железнодорожной и
автомобильной перевозки. Кроме того, гипохлорит натрия неустойчив и
подлежит разложению, при этом теряет дезинфицирующие свойства.
Гипохлорит натрия марки «А» теряет до 30% от первоначального
содержания активной части в результате хранения по истечении 10 суток.
Климатические особенности региона – это сверхнизкие температуры
воздуха зимой (-50°С).
Поэтому еще одним ограничением является то
обстоятельство, что гипохлорит натрия замерзает в зимнее время при
температуре -25°С, а в летнее время наблюдается выпадение осадка, что
приводит к необходимости использования железнодорожных цистерн с
термоизоляцией для перевозки реагента [66-67].
112
Рисунок 6.2 – карта-схема зоны возможного химического заражения облаком хлора
на складе хлора АО «Водоканал» г. Якутск
113
Мероприятиями, обеспечивающими безопасность объекта является
аварийная вентиляция, которая оснащена на складе хлора, на базе
обезвреживания
аварийных
выбросов
хлора
«ХПА-9000К».
Система
аварийной вентиляции автоматически включается газоанализатором Хоббит
T-Cl2 при наличии в помещении склада хлора концентрации вредностей,
превышающих 20 ПДК.
Все воздуховоды аварийной сигнализации изготовлены из кислотного
алюминиевого сплава AD1H толщиной 0,8-1,2 мм.
В соответствии с ПБ 09-594-03 (п.5.11, п. 6.31, 6.32 и п. 6.33) для
локализации аварийных ситуаций предусматривается оснащение склада
хлора
установкой
обезвреживания
аварийных
выбросов
хлора,
включающейся автоматически по сигналу газоанализатора.
Система состоит из:
аппарата
обезвреживания
аварийных
выбросов
хлора,
производительностью по воздуху 1000-9000 м3/ч, разрежением не более 3500
Па;
двух вентиляторов среднего давления типа ВР 6-28-8 (один рабочий,
другой резервный) производительностью 5000-9000 м3/ч каждый, напором
2000 Па , N=11,0 кВт;
двух циркуляционных насосов , производительностью 12 м3/ч.
Для контроля проскока хлора через поглотительный аппарат на
выбросном воздуховоде установлены датчики газоанализатора хлора. В
складе хлора установлена емкость объемом 18 м3.
Аппарат, установленный на емкости, заполненной нейтральным
раствором с заглублением гидрозатвора под уровень раствора на 150 мм.
В
качестве
нейтрального
раствора
используется
кальцинированной соды с массовой долей Na2CO3– 10%.
При достижении концентрации хлора в воздухе помещения:
1 ПДК =1мг/м3 включается световая и звуковая сигнализация.
114
раствор
20 ПДК=20мг/м3 включается насос подачи нейтрального раствора на
аппарат и аварийная вентиляция. Время срабатывания меньше 30с.
Общеобменная вентиляция отключается. Аварийный вентилятор создает в
аппарате разрежение 2000 Па и загрязненный воздух по воздуховодам
поступает в аппарат под тканые контактные устройства (ТКУ), а сверху на
них подается насосом ХЦМ 12/25 нейтральный раствор. В аппарате
происходит нейтрализация хлора, а очищенный воздух выбрасывается в
атмосферу через газовыбросную трубу D=1000 мм, высотой 15м.
При снижении концентрации хлора в воздухе помещений ниже 1ПДК
оператор по показаниям газоанализатора вручную останавливает установку в
следующем порядке:
отключает циркуляционный насос;
переводит аппарат в химический режим для продувки;
воздух для продувки забирается из помещения, протягивается
аварийными вентиляторами через аппарат и выбрасывается в атмосферу;
отключается аварийный вентилятор;
включается общая вентиляция;
Отработанный раствор из емкости, после нейтрализации сбрасывается
с помощью ручной заторной арматурой в производственную канализацию.
Данные мероприятия, обеспечивающие безопасность на складе хлора
позволяют снизить риски поражения людей аварийно химически опасным
веществом (АХОВ) – хлором.
115
7 ОХРАНА ТРУДА. АНАЛИЗ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ
УСЛОВИЙ ТРУДА (СОУТ) НА (СБОС) АО «ВОДОКАНАЛ» Г.
ЯКУТСКА
На СБОС работают линия очистки сточных вод и линия обработки
осадка, на которых трудятся 56 рабочих 11-и специальностей, 8 инженернотехнических работников (ИТР). Также на СБОСе
электро-технического персонала, 8 человек
работают 10 человек
службы главного метролога
(КИП и А), 10 человек химико-бактериологической лаборатории (ХБЛ).
На станции все работники подвержены негативным физическим,
химическим и биологическим факторам.
На СБОС была проведена специальная оценка условий труда
испытательной лабораторией Сертификационного центра «Региональный
научно-технический центр охраны труда». Измерения проводились в феврале
2016 г. При проведении СОУТ были идентифицированы потенциально
вредные (опасные) факторы производственной среды и трудового процесса.
К физическим факторам относятся шум, общая вибрация. Источниками
шума на станции являются котлы, фильтр-пресс, компрессор, насосы,
вентиляция, шум воды, в кабинетах шум компрессора и системного блока.
При проведении СОУТ показатели шума измерялись при помощи прибора
для измерений шума и вибрации «Алгоритм-03» 1, Ассистент TOTAL+,
калибратора акустического «Защита – К». Согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96
«Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на
территории жилой застройки» предельно-допустимый уровень шума (ПДУ)
на рабочих местах 80дБА.
К химическим факторам на станции биологической очистки стоков
относится присутствие аммиака и дигидросульфида в воздухе рабочей зоны.
Аммиак
–
химическое
cоединение азота и водорода (NH3),
при нормальных условиях это бесцветный газ с резким характерным запахом.
Аммиак токсичен, класс опасности 4. По физиологическому действию на
116
организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного
действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический
отѐк лѐгких и тяжѐлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как
местным, так и резорбтивным действием. Пары аммиака вызывают обильное
слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы,
потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Согласно [62]
ПДКмакс. 20 мг/м3.
Дигидросульфид
–
или
сероводород,
бинарное
химическое
соединение водорода и серы H2S, бесцветный газ со сладковатым вкусом, с
характерным неприятным запахом тухлых яиц или мяса. Класс опасности
дигидросульфида 2, вещество раздражающего типа, остронаправленного
действия, опасное для репродуктивности человека. Сероводород огнеопасен
и очень токсичен. Концентрационные пределы воспламенения в смеси
с воздухом составляют 4,5—45 % сероводорода.
Вдыхание воздуха с
небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную
боль, тошноту,
а
со
значительной
концентрацией
приводит
к коме, судорогам, отѐку лѐгких и даже к летальному исходу. При высокой
концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть.
При вдыхании воздуха с небольшими концентрациями у человека довольно
быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц» и он
перестаѐт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус.
Согласно [62] ПДКмакс. 10 мг/м3. Измерения на СБОС на линиях очистки
сточных вод и обработки осадка проводились с помощью прибора для
измерений вредных веществ в воздухе рабочей зоны «ГАНК-4». Условия
отбора проб атмосферное давление 764 мм.рт.ст., температура воздуха на
песколовках +23°С, решетки +22°С.
Проведена специальная оценка условий труда по показателям тяжести
трудового процесса. Были использованы следующие средства измерения:
динамометр «ДПУ-1-2 5031», секундомер механический СОПпр-2а-2-010,
линейка измерительная металлическая «Эталон».
117
По итогам специальной оценки условий труда по степени вредности и
опасности факторов производственной среды и трудового процесса для
каждого оператора выявлена общая оценка условий труда, в соответствии с
таблицей 8.
Таблица 8
– Итоговый
класс условий труда работников
станции
биологической очистки сточных вод
Должность
Используемое
оборудование и его
количество
Начальник цеха
Количество
работающих 1 чел.
Оценка условий труда по
вредным (опасным) факторам
Наименование
фактора
Класс
(подкласс)
условий
труда
ПЭВМ,
копировальный
аппарат, все
оборудование СБОС
Химический
фактор
2
Шум
2
Главный инженер
Количество
работающих 1 чел.
ПЭВМ,
копировальный
аппарат, все
оборудование СБОС
Химический
фактор
2
Шум
2
Ведущий инженертехнолог
Количество
работающих 1 чел.
ПЭВМ,
копировальный
аппарат, все
оборудование СБОС
Химический
фактор
2
Шум
2
Начальник смены
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
ПЭВМ,
копировальный
аппарат, все
оборудование СБОС
Химический
фактор
2
Шум
2
Химический
фактор
3.1
Шум
2
Оператор на
решетках и
песколовках
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Ступенчатая решетка,
шнековый
транспортер, пресс,
два компрессора,
эрлифты, песколовки,
бункер и шнек,
дренажный насос
118
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Итоговый
класс
условий
труда
2
2
2
2
3.2
2
3.2
Продолжение таблицы 8
Оператор на
первичных
отстойниках
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Первичный отстойник
с мостом – 4, насосы –
8, затворы -12 ,
задвижки- 48,
обратные клапаны – 8,
мостовые тележки,
ручные шибера
Оператор на
вторичных
отстойниках
(с совмещением на
биореакторе)
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Отстойник – 6, мост
самоходный – 6,
биореактор – 2, насосы
– 24, мешалки -10,
затворы -14, ручные
шибера, блок
приготовления
коагулянта
Оператор на
фильтрах с
совмещением
машиниста
компрессорных
установок
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Насосы,
т/компрессоры,
компрессоры
фильтров,
механические клапана,
пульт управления
фильтрами,
воздуходувки, блок
приготовления
раствора
Оператор
дистанционного
пульта управления в
водопроводноканализационном
хозяйстве
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
ПЭВМ, контрольноизмерительные
приборы
Оператор котельной
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Котлы газовые,
газопровода, газовые
горелки, оборудование
ГРУ, насосы,
газгольдеры,
теплообменники
119
Химический
фактор
3.1
Шум
2
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Химический
фактор
3.2
Шум
3.1
Вибрация
общая
Параметры
Микроклимата
Тяжесть
трудового
процесса
Химический
фактор
2
2
2
3.1
2
3.2
Вибрация
общая
2
Ультразвук
2
Шум
Параметры
микроклимата
Напряженность
трудового
процесса
Шум
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
3.2
2
Шум
Тяжесть
трудового
процесса
Химический
фактор
3.2
3.3
3.2
2
2
2
3.1
3.1
2
2
3.1
3.1
Продолжение таблицы 8
Оператор на
метантенках
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Оператор установок
по обезвоживанию
осадка
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Оператор по
сгущению осадка
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Оператор установок
по сушке осадков
Количество
работающих на
рабочем месте 5 чел.
Уборщик
производственных и
служебных
помещений
Количество
работающих на
рабочем месте 1
чел., из них
женщин 1 чел.
Т/миксеры,
механизированные
мешалки, узел
приготовления
извести, насосы,
мешалки, дренажные
насосы,
теплообменники
Фильтр-пресс, шнеки
подачи, компрессоры,
насосы, мешалки воды
и полиэлектролита,
дозатор, вентиляторы
воздуха
Динамические
сгустители, насосы,
мешалки, узел
приготовления
реагента
Сушильные барабаны,
рукавные фильтры,
ковшовый элеватор,
грохот обезвоживания
шлама, шнек,
вентиляторы, силос,
узел затаривания
Ветошь, моющие и
дезинфицирующие
средства
Химический
фактор
3.2
Шум
2
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Шум
2
3.1
3.1
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Химический
фактор
3.1
Шум
2
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Шум
3.2
2
3.1
3.2
2
3.2
3.1
3.1
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
Химический
фактор
3.2
Шум
2
Вибрация
общая
Тяжесть
трудового
процесса
2
2
3.2
3.2
3.2
2
1. Оператор на песколовках и решетке.
По химическому фактору условий труда для оператора на песколовках
и решетке присвоена 1 степень 3 класса (3.1) – вредные условия труда. По
результатам СОУТ значение аммиака находится в норме (класс условий
120
труда по фактору 2), показатель дигидросульфида превышал ПДК в 2 раза
(класс условий труда 3.1). Превышение ПДК по дигидросульфиду вызывает
функциональные ухудшения, проходящие при длительном отлучении от
вредного фактора производства, и повышает риск повреждения здоровья.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 74,2 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,09, класс условий труда по
фактору 2.
Оператор на песколовках и решетке выполняет операции по
должностной инструкции.
По тяжести трудового процесса для оператора на песколовках и
решетке присвоен класс условий труда 3.2, он обусловлен подъемом и
перемещением (разовым) тяжести в 40 кг постоянно в течение смены. Кроме
того, оператор находится в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня
(смены) и совершает 105 (количество за смену) наклонов корпуса
(вынужденные, более 30°) , по которым присвоен класс 3.1
2. Оператор на первичных отстойниках.
По химическому фактору условий труда для оператора на первичных
отстойниках присвоена 1 степень 3 класса (3.1) – вредные условия труда. По
результатам СОУТ значение аммиака находится в норме (класс условий
труда по фактору 2), показатель дигидросульфида превышал ПДК в 1,08 раза
(класс условий труда 3.1). Превышение ПДК по дигидросульфиду вызывает
функциональные ухудшения, проходящие при длительном отлучении от
вредного фактора производства, и повышает риск повреждения здоровья.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 75,5 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,01, класс условий труда
по фактору 2.
По тяжести трудового процесса для оператора на первичных
отстойниках присвоен класс условий труда 3.2, он обусловлен подъемом и
перемещением (разовым) тяжести в 40 кг постоянно в течение смены. Кроме
того, оператор находится в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня
121
(смены) и совершает 105 (количество за смену) наклонов корпуса
(вынужденные, более 30°) , по которым присвоен класс 3.1
3. Оператор
на
вторичных
отстойниках
(с
совмещением
на
биореакторе).
По химическому фактору условий труда для оператора на вторичных
отстойниках присвоен 2 класс – допустимые условия труда.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 80,9 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,1, класс условий труда по
фактору 3.1. Источниками шума на биоректорах являются шум воды,
вентиляция и насосы, на вторичных отстойниках шум насосов и воды.
По тяжести трудового процесса для оператора на вторичных
отстойниках присвоен класс условий труда 3.1, он обусловлен нахождением
оператора в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня (смены).
4. Оператор на фильтрах с совмещением машиниста компрессорных
установок.
По химическому фактору условий труда для оператора на фильтрах с
совмещением машиниста компрессорных установок присвоен 2 класс –
допустимые условия труда.
По ультразвуку и вибрации присвоен 2 класс.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 90 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,29, класс условий труда по
фактору 3.2. Источниками шума на фильтрах являются насосы и
турбокомпрессоры.
По тяжести трудового процесса для оператора на фильтрах присвоен
класс условий труда 3.2, он обусловлен подъемом и перемещением (разовым)
тяжести в 40 кг постоянно в течение смены. Кроме того, оператор находится
в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня (смены), по которому
присвоен класс 3.1
5. Оператор котельной.
По параметрам микроклимата присвоен класс 1.
122
По вибрации и шуму присвоен 2 класс.
По тяжести трудового процесса для оператора котельной присвоен
класс условий труда 3.1, он обусловлен нахождением оператора в положении
«стоя» до 80 % своего рабочего дня (смены).
6. Оператор на метантенках.
По химическому фактору условий труда для оператора на первичных
отстойниках присвоена 2 степень 3 класса (3.2) – вредные условия труда. По
результатам СОУТ значение аммиака находится в норме (класс условий
труда по фактору 2), показатель дигидросульфида превышал ПДК в 2 раза
(класс условий труда 3.2). Превышение ПДК по дигидросульфиду
провоцирует функциональные изменения, которые приводят к развитию
профессионально обусловленных болезней на начальной стадии или в легкой
форме (без потери профессиональной трудоспособности).
По вибрации и шуму присвоен 2 класс.
По тяжести трудового процесса для оператора на метантенках
присвоен класс условий труда 3.1, он обусловлен нахождением оператора в
положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня (смены).
7. Оператор дистанционного пульта управления в водопроводноканализационном хозяйстве.
По
шуму
дистанционного
присвоен
пульта
2
класс
управления
условий
в
труда
для
оператора
водопроводно-канализационном
хозяйстве.
По параметрам микроклимата 1 класс.
По тяжести трудового процесса (для мужчин)
дистанционного
пульта
управления
в
для оператора
водопроводно-канализационном
хозяйстве присвоен 1 класс условия труда.
По напряженности трудового процесса присвоен класс условий труда
3.1, который обусловлен нагрузкой на голосовой аппарат (22 ч).
123
8. Оператор установок по обезвоживанию осадка.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 81,1 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,27, класс условий труда по
фактору 3.1. Источниками шума на установках по обезвоживанию осадка
являются котлы, фильтр-пресс и компрессор.
По вибрации присвоен 2 класс условий труда.
По тяжести трудового процесса для оператора на установках по
обезвоживанию осадка присвоен класс условий труда 3.1, он обусловлен
нахождением оператора в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня
(смены).
9. Оператор на установке по сгущению осадка.
По химическому фактору условий труда для оператора по сгущению
осадка присвоена 2 степень 3 класса (3.2) – вредные условия труда. По
результатам СОУТ значение аммиака находится в норме (класс условий
труда по фактору 2), показатель дигидросульфида превышал ПДК в 3 раза
(класс условий труда 3.2). Превышение ПДК по дигидросульфиду
провоцирует функциональные изменения, которые приводят к развитию
профессионально обусловленных болезней на начальной стадии или в легкой
форме (без потери профессиональной трудоспособности).
По вибрации и шуму присвоен 2 класс.
По тяжести трудового процесса для оператора
на установке по
сгущению осадка присвоен класс условий труда 3.1, он обусловлен
нахождением оператора в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня
(смены).
10. Оператор на установке по сушке осадка.
По шуму: эквивалентный уровень шума за 8 ч рабочий день 80,1 дБА.
Суммарная стандартная неопределенность 1,27, класс условий труда по
фактору 3.1. Источниками шума на установках по обезвоживанию осадка
являются котлы, фильтр-пресс и компрессор.
По вибрации присвоен 2 класс условий труда.
124
По тяжести трудового процесса для оператора на установке по сушке
осадка присвоен класс условий труда 3.2, он обусловлен подъемом и
перемещением (разовым) тяжести в 40 кг постоянно в течение смены, а
суммарная масса поднимаемых грузов с рабочей поверхности и пола в
течение каждого часа смены 450 кг (класс 3.1). Кроме того, оператор
находится в положении «стоя» до 80 % своего рабочего дня (смены), по
которому присвоен класс 3.1
11.Уборщик производственных и служебных помещений.
По химическому фактору условий труда для оператора по сгущению
осадка присвоена 2 степень 3 класса (3.2) – вредные условия труда. По
результатам СОУТ значение аммиака находится в норме (класс условий
труда по фактору 2), показатель дигидросульфида превышал ПДК в 3 раза
(класс условий труда 3.2). Превышение ПДК по дигидросульфиду
провоцирует функциональные изменения, которые приводят к развитию
профессионально обусловленных болезней на начальной стадии или в легкой
форме (без потери профессиональной трудоспособности).
По вибрации и шуму присвоен 2 класс.
Условия труда по тяжести трудового процесса (для женщин) для
уборщика производственных и служебных помещений 2 класс.
Таким образом, анализ результатов СОУТ показал наличие на СБОС
преобладающего количества рабочих мест (должностей) с вредными
условиями труда – 73, 3% от общего количества (15) рабочих мест, из
которых 46,6% класс условий 3.2, 20% класс условий 3.1 и 6,6% класс
условий труда 3.3.
По
результатам
СОУТ
определены
гарантии
и
компенсации
работникам, занятым на работах с вредными условиями труда:
доплаты от 4% тарифной ставки согласно ст. 147 ТК РФ.
ежегодный оплачиваемый дополнительный отпуск от 7 дней,
работникам, условия труда которых по результатам специальной оценки
125
условий труда отнесены к вредным условиям труда 3.2 и 3.3 согласно статье
117 ТК РФ.
сокращенная продолжительность рабочего времени для работников,
условия труда на рабочих местах которых по результатам СОУТ отнесены к
вредным условиям труда 3 или 4 степени, - не более 36 часов в неделю,
максимально допустимая продолжительность ежедневной работы (смены) 8
часов, согласно ст. 92 и 94 ТК РФ [68].
молоко
или
другие
равноценные
продукты
или
денежная
компенсация взамен молока операторам и уборщику, на рабочих местах
которых имеется превышение по химическому фактору на основании
Приказа Минздравсоцразвития РФ №45н от 16 февраля 2009 года «Об
утверждении норм и условий бесплатной выдачи работникам, занятым на
работах с вредными условиями труда, молока или других равноценных
пищевых продуктов, Порядка осуществления компенсационной выплаты в
размере, эквивалентном стоимости молока или других равноценных
пищевых продуктов, и Перечня вредных производственных факторов, при
воздействии
которых
в
профилактических
целях
рекомендуется
употребление молока или других равноценных пищевых продуктов»
(Зарегистрировано в Минюсте России 20.04.2009 N 13795) [69].
Ежегодно работники СБОС проходят медицинский осмотр для
определения их пригодности для выполнения поручаемой работы и
предупреждения профессиональных заболеваний на основании Приказа
Минздравсоцразвития России от 12.04.2011 N 302н «Об утверждении
перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при
выполнении
которых
проводятся
обязательные
предварительные
и
периодические медицинские осмотры (обследования), и Порядка проведения
обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров
(обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с
вредными и (или) опасными условиями труда» (Зарегистрировано в Минюсте
России 21.10.2011 N 22111) [70].
126
Кроме того, работы по обслуживанию канализационных сооружений,
оборудования и сетей входят в перечень работ, которые требуют
обязательного
проведения
вакцинации
согласно
Постановлению
Правительства РФ от 15 июля 1999 г. N 825 «Об утверждении перечня работ,
выполнение
которых
инфекционными
связано
болезнями
и
с
высоким
требует
риском
обязательного
заболевания
проведения
профилактических прививок» в соответствии с Федеральным законом «Об
иммунопрофилактике инфекционных болезней» от 17.09.1998 N 157-ФЗ.
Сотрудники СБОС проходят ежегодную вакцинацию по установленному
графику [71].
Спецодежда выдается согласно типовых норм выдачи СИЗ по Приказу
Минздравсоцразвития №543н от 03.10.08., моющие и обезвреживающие
средствава по Приказу Минздравсоцразвития РФ № 1122н. Дополнительно
сверх норм выдаются СИЗ (зафиксированы нормы в коллдоговоре),
закупаются по требованию дополнительно на ремонтные работы, также
приобретаются
СИЗ
на
средства
финансового
обеспечения
предупредительных мер по сокращению производственного травматизма.
Предложенные мероприятия в таблице 9, направленные на улучшение
условий труда операторов и уборщика на СБОС, а именно на снижение
воздействия негативных факторов, тяжести и напряженности трудового
процесса обеспечивают нормируемые значения и могут быть реализованы в
трудовом процессе организации.
127
Таблица 9 – Рекомендации по улучшению условий труда работникам СБОС с
вредными условиями труда
Воздействие
негативного фактора
Возможные последствия
воздействия негативного фактора
Воздействие шума
Снижение слуха.
Заболевания ЦНС.
Показатели
тяжести
трудового
процесса,
превышающие
допустимые значения:
1.Подъем и
перемещение (разовое)
тяжести при
чередовании с другой
работой (до 2 раз в час)
2. Рабочее положение
3. Наклоны корпуса
Постоянный
перенос
тяжестей
может вызвать боли в пояснице,
грыжу,
расширение
вен,
плоскостопие,
травмы
и
сердечнососудистые
заболевания.
При продолжительном пребывании в
позе «стоя» возникает варикозное
расширение
вен,
нарушение
кровообращения и застой крови в
венах нижних конечностей.
Воздействия
химического фактора:
1.Аммиак
2.Дигидросульфид
Вдыхание воздуха с небольшим
содержанием
дигидросульфида
вызывает головокружение, головную
боль, тошноту.
Аммиак
вызывает
раздражение
слизистых оболочек,
глаз, носа,
верхних дыхательных путей, легких,
кожи. Может появиться резь в
глазах, слезотечение, кашель.
Рекомендации по
улучшению условий
труда
Учитывая
специфику
работы
станции
и
отсутствие постоянного
рабочего
места
по
рассматриваемым
профессиям, защита от
шума
будет
осуществляться
использованием средств
индивидуальной защиты
органов слуха.
Применение
средств
малой механизации при
перемещении
груза
(тележек, тачек).
Груз массой более 40 кг
поднимать
и
перемещать не менее
двух человек (мужчин).
При рабочей позе стоя
до
80%
рабочего
времени
соблюдать
режим труда и отдыха.
Учитывая
специфику
производства
улучшение
вентиляционной
системы,
повышение
эффективности
ее
работы.
Право на льготы и
спецпитание (молоко),
использование
СИЗ
(респираторы).
Показатели
Ощущение кома в горле, першение, Доплаты от 4% тарифной
напряженности
сухость или покалывание в горле, ставки.
трудового
процесса, сухой кашель. Могут появиться
превышающие
наросты-узелки – так называемые
допустимые значения:
гранулемы голосовых связок.
1.Нагрузка на голосовой
аппарат
128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Очистка коммунально-бытовых сточных вод на станции биологической
очистки стоков (СБОС) г. Якутска проводится по традиционной схеме
очистки: механическая, биологическая очистка и обеззараживание УФлучами.
Особенностью очистки сточной воды на СБОС г. Якутска заключается
в том, что из-за суровых климатических условий Якутии и вечной мерзлоты
все сооружения очистки сточных вод размещены в закрытых отапливаемых
помещениях на свайном фундаменте.
Проводимая на станции биологической очистки стоков, механическая и
биологическая
очистка
позволяет
снизить
кратность
превышения
утвержденного нормативно-допустимого сброса и предельно допустимых
концентраций для водоемов рыбохозяйственного значения санитарнохимических и микробиологических показателей до допустимых пределов.
Химико-бактериологическая лаборатория АО «Водоканал» г. Якутска
осуществляет анализ сточной воды по санитарно-химическим и санитарнопаразитологическим и микробиологическим показателям. На входе в
очистные сооружения ПДК и утвержденный нормативно-допустимый сброс
были превышены по 13 санитарно-химическим показателям. Приоритетными
загрязнителями сточных вод г. Якутска являются такие показатели, как
аммоний-ион, азот аммонийный, БПК, взвешенные вещества, общее железо,
ХПК, СПАВ, фенолы, нефтепродукты, фосфаты, жиры, нитрит-анион,
алюминий, кратность превышения которых на входе в очистные сооружения
варьирует от 1,3 до 92,3 раз.
Незначительное превышение утвержденного норматива допустимого
сброса наблюдается на выходе из очистных сооружений по 7 санитарнохимическим показателям: ХПК, аммоний-ион, азот аммонийный, нитританион, нитрат-анион, СПАВ, фенолы, кратность превышения которых
находится в пределах от 1,055 до 8,98 раз.
129
Применяемые
на
очистных
сооружениях
канализации
методы
обеззараживания не обеспечивают полную элиминацию возбудителей
паразитарных
заболеваний
безопасность
воды
в
и
не
гарантируют
отношении
эпидемиологическую
возбудителей
аскаридоза,
и
дифиллоботриоза.
Установлено, что выраженное негативное влияние на санитарнопаразитологическое состояние р. Лена и эпидемическую ситуацию по
паразитозам в Якутии оказывает обсемененность коммунально-бытовых
стоков и как следствие поверхностных вод пропагативными формами био- и
геогельминтов.
Республика Саха (Якутия) относится к территориям неблагополучным
по дифиллоботриозу, где СМПЗ превышает общероссийские показатели в
26,2 раза, более того в ряде административных территорий Якутии
превышение общероссийских показателей варьирует от 102 до 266 раз.
Основной причиной заражения людей дифиллоботриозом является
любительская рыбная ловля и особенности питания населения Республики
Саха (Якутия) – употребление в пищу рыбы в сыром виде. Среди заболевших
жители городов
составляют 65,9%. Для исключения данной проблемы
необходимо повышать санитарно-гигиеническую грамотность населения.
Высокая
заражѐнность
населения
энтеробиозом
и
незначительная
заболеваемость аскаридозом, по нашему мнению, обусловлена с улучшением
качества
диагностики,
совершенствованием
активным
учета
и
выявлением
ужесточением
среди
надзора,
зараженных,
санитарно-
гигиеническими условиями жизни населения и климатогеографическими
особенностями региона.
Усугубляет эпидемическую ситуацию по паразитозам в регионе
отсутствие ливневой канализации в условиях вечной мерзлоты, что является
причиной стекания, загрязненных возбудителями гельминтов паводковых и
талых вод без очистки в р. Лена.
130
Причиной недостаточного паразитоцидного действия УФО, а также
снижения эффективности ультрафиолетовых ламп может служить быстрое
загрязнение их поверхности.
Нами
разработана
эпидемических
концепция
минимизации
экологических
рисков за счет совершенствования
и
схем дезинвазии
коммунально-бытовых сточных вод. Одним из возможных экологичных
решений
проблемы
загрязнения
УФ
–
ламп, а также повышение
эффективности паразитологической очистки сточных вод это совмещение
ультрафиолетовой и ультразвуковой очистки сточных вод. При применении
данного метода очистки удаѐтся преодолеть главный недостаток чистого
ультрафиолетового обеззараживания — накопления осадка на кварцевом
стекле лампы, из-за которого оно быстро теряет прозрачность для УФ-лучей.
Работающий ультразвук непрерывно очищает стекло, попутно разбивая
скопления микроорганизмов и ослабляя их клеточные оболочки, тем самым
делая их более уязвимыми для ультрафиолета.
Оценка
паразитологического
загрязнения,
санитарно-
паразитологический мониторинг канализационных сточных вод являются,
отправной
точкой
для
регуляции
паразитарной
экосистемы
путем
воздействия, на еѐ внеорганизменную часть, что позволит обеспечить
санитарную охрану водоемов и оптимизировать профилактику паразитарной
заболеваемости населения, связанной с водным фактором.
131
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Кузьмина Н. В. Воздействие антропогенных факторов на основные
виды цестод рыб среднего течения реки Лена : дис. … канд. биол. наук :
03.02.08. Якутск, 2017. – 127 с.
2. Кобелева
Й.В.
Биологическая
очистка
коммунально-бытовых
сточных вод с применением реагентных препаратов : диссертация … канд.
техн. Наук : 03.01.06. Казань, 2017. 146 с.
3. Ветошкин А. Г. Инженерная защита водной среды [Текст] : учебное
пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки
«Защита окружающей среды» / А. Г. Ветошкин. – Санкт-Петербург [и др.] :
Лань, 2014. 415 с.
4. Литусов Н. В., Сергеев А. В., Гргорьева Ю. В., Ишутинова В.
Г. Микрофлора окружающей среды и тела человека : учебное пособие.
Екатеринбург, 2008. 22 с.
5. Кисленко, В.Н. Ветеринарная микробиология и иммунология. Ч.1.
Общая микробиология: учебник
для
вузов
/ В. Н. Кисленко, Н. М.
Колычев.-Москва : Колосс, 2006. 128 с.
6. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2005 году». – Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2006.- 111 с.
7. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2006 году». – Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2007.- 218 с.
8. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2007 году». – Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2008.- 220 с.
9. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2008 году». – Управление
132
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия)/ П.О. Агеев, Л.Н. Пыникова,
Е.Р. Лугинова.- Якутск,2009.-253 с.
10. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2009 году». – Якутск: Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2010 – 279 с.
11. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2010 году». – Якутск: Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2011 – 278 с.
12. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2011 году». – Якутск: Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2012 – 282 с.
13. Государственный
доклад
«О
состоянии
санитарно-
эпидемиологического благополучия населения в Республике Саха (Якутия) в
2012 году»/ [ред.: И. Ю. Самойлова и др.; отв. За вып. Е. А. Колесова, М. А.
Степанова]. – Якутск : Офсет, 2013. – 226 с.
14. Государственный
доклад
«О
состоянии
санитарно-
эпидемиологического благополучия населения в Республике Саха (Якутия) в
2013 году»
/[ред. Е.А. Колесова, и др.; отв. За выпуск Е.А. Колесова,
О.А.Ушкарева]. – Якутск, ООО ПКФ «Феникс», 2014. –218 с.
15. Государственный
доклад
«О
состоянии
санитарно-
эпидемиологического благополучия населения в Республике Саха (Якутия) в
2014 году»/[ред. Е.А. Колесова, и др.; отв. За выпуск Е.А. Колесова,
О.А.Ушкарева]. – Якутск, ООО ПКФ «Феникс», 2015. –219 с.
16. Государственный
доклад
«О
состоянии
санитарно-
эпидемиологического благополучия населения в Республике Саха (Якутия) в
2015 году»/[ред. Е.А. Колесова, и др.; отв. За выпуск Е.А. Колесова,
О.А.Ушкарева]. – Якутск, ООО ПКФ «Феникс», 2016. –224 с.
17. СанПиН
2.1.5.980-00
«Гигиенические
поверхностных вод».
133
требования
к
охране
18. Решняк В. И., Посашкова С. Е. Обеззараживание сточной воды //
Вестник государственного университета морского и речного флота им.
Адмирала С.О. Макарова. 2012. №2. С. 177-182.
19. Shin Gwy-Am, Bohrerova Z., Linden K.G. et al. UV disinfection of
Giardia
lamblia
cysts
in
water
//
Environmental
Science
&
Technology .2002 .№36 (11), P. 2519-2522.
20. Арцибашева М. С., Ковалѐва Л. А. Обеззараживание сточных вод
ультрафиолетовым излучением в промышленных условиях // ТиТМП. 2010.
№1. С. 174-177.
21. МУК
4.3.2030-05
«Санитарно-вирусологический
контроль
эффективности обеззараживания питьевых и сточных вод УФ-облучением».
22. По материалам Конгрессов 2 nd International Congress on Ultraviolet
Technologies (2003), 9-11 July, Vienna, Austria, Third International Congress on
Ultraviolet Technologies, IUVA, Telus Whistler Conference Centre, Whistler, BC,
Canada; IOA/IUVA World Congress on Ozone and Ultraviolet Technologies.
(2007), August 27-29, Hyatt Regency Century Plaza, Los Angeles, CA USA.
23. Ахмадуллина Ф.Ю., Девятко В.С., Закиров Р.К., Захаров В.В.,
Газизова О.В. Перспективы ультразвукового обеззараживания биологически
очищенных
сточных
вод
//
Вестник
Казанского
технологического
университета. 2016. №6. С. 134-136.
24. Torben Blume, Uwe Neis. Improved wastewater disinfection by
ultrasonic pre-treatment [Electronic resource] / Torben Blume, Uwe Neis // 3rd
Conference Applications of Power Ultrasound in Physical and Chemical
Processing,
Paris,
13-14
December
2001.
Mode
of
access:
http://www.ultrawaves.co.uk/downloads/technical/Ultrawaves-ImprovedWastewater-Disinfection.pdf. - Title from screen.
25. Новосильцев Г.И., Чернышенко А.И., Батаева М.Е. Институт
медицинской
паразитологии
и
тропической
медицины
им.
Е.И.
Марциновского Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова
(Москва, Россия), Михайлова Р.И, Рыжова И.Н., Рахманин Ю.А. НИИ
134
экологии человека и гигиены окружающе6й среды им А.Н. Сысина (Москва,
Россия), Беэр С.А. Институт паразитологии РАН (Москва, Россия), Ульянов
А.Н. ЗАО «СВАРОГ» (Москва, Россия), Мельникова Л.И. ФГУ ЦМСЧ № 165
ФМБА России (Москва, Россия) «Оценка паразитоцидного действия
современных методов обеззараживания воды от возбудителей кишечных
паразитарных болезней» // Материалы московского международного водного
форума ЭКВАТЕК-2008.
26. Drakopoulou S., Terzakis S., Fountoulakis M.S. et al. Ultrasoundinduced nactivation of gram-negative and gram-positive bacteria in secondary
treated municipal wastewater // Ultrasonics Sonochemistry. 2009. №16, 629–634.
27. Olvera
M.,
Eguia
A.,
Rodriguez
O.
et
al.
Inactivation
of
Cryptosporidium parvum oocysts in water using ultrasonic treatment // Bioresource
Tehnology.2009. №99. P. 2046-2049.
28. Koda S., Miyamoto M., Toma M. et al. Inactivation of Escherichia coli
and Streptococcus mutants by ultrasound at 500 kHz // Ultrasonics sonochemistry.
2009. № 16. P. 655-659.
29. Астахова
С.А.
Обеззараживание
воды
высокочастотным
ультразвуком // Вестник ВСГУТУ. 2013. № 4. С. 164-167.
30. Ультразвук: Энциклопедия. – Под ред. И.П. Голяминой. – М.,
1979г. 400 c.
31. Ульянов А.Н. Применение ультрафиолетового излучения совместно
с физическими процессами для обработки воды в небольших населенных
пунктах // Водоподготовка. 2004. №1. С. 13-16.
32. Ульянов А.Н. Применение ультрафиолетового излучения совместно
с физическими процессами для обработки воды в небольших населенных
пунктах // Водоочистка. 2007. №4. С. 6-9.
33. Ульянов А.Н. Полномасштабные испытания ультрафиолетовой
дезинфекционной установки на месте ее эксплуатации // Водоснабжение.
2005. №2. С. 22-26.
135
34. Промтов М.А., Алешин А.В., Колесникова М.М., Карпов Д.С.
Обеззараживание сточных вод кавитационной обработкой // Вестник ТГТУ.
2015. №1. С. 105-111.
35. Дмитриева Т.В. Виды осадков и современные способы очистки
воды // Вектор ГеоНаук. 2018. №4. С. 42-47.
36. Морозова Е.М. Исследование способа обеззараживания сточных
вод с помощью озона // Вестник государственного университета морского и
речного флота им. Адмирала С.О. Макарова. 2011. №3. С. 162-165.
37. ГОСТ 31942-2012 (ISO 19458:2006) «Вода. Отбор проб для
микробиологического анализа»/[ред. Д.М. Кульчицкий и др.]. – Москва,
ФГУП Стандартинформ, 2013. – 28 с.
38. ПНД Ф 12.15.1–2008 «Методические указания по отбору проб для
анализа сточных вод». [Электронный ресурс] // Информационная система
«МЕГАНОРМ».
–
Режим доступа
:
https://meganorm.ru/Data2/1/42938
31/4293831616.htm. - Загл. с экрана.
39. ПНД Ф 14.1:2:4.210-05 «Количественный химический анализ вод.
Методика измерений химического потребления кислорода (ХПК) в пробах
питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом на
анализаторе
жидкости
Информационная
система
Флюорат-02».
[Электронный
«МЕГАНОРМ».
–
ресурс]
Режим
доступа
//
:
https://meganorm.ru/Index2/1/4293808/4293808576.htm. - Загл. с экрана.
40. ПНД Ф 14.1:2:3.101-97 «Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации растворенного
кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод йодометрическим
методом»
[Электронный
ресурс]
//
Информационная
система
«МЕГАНОРМ». – Режим доступа : https://meganorm.ru/Index2/1/4293745/
4293745562.htm. - Загл. с экрана.
41. ПНД Ф 14.1:2:4.257-10 «Методика выполнения измерений массовой
концентрации меди в пробах природных, питьевых и сточных вод
флуориметрическим методом на анализаторе жидкости Флюорат-02»
136
[Электронный
ресурс]
//
ООО
ЛЮМЭКС.
–
Режим
доступа
:
https://www.lumex.ru/metodics/10AR01.05.08-1.pdf. - Загл. с экрана.
42. ПНД Ф 14.1:2:4.183-02 «Методика выполнения измерений массовой
концентрации цинка в пробах природной, питьевой и сточной воды
флуориметрическим
[Электронный
методом
ресурс]
//
на
анализаторе
жидкости Флюорат-02»
ООО
ЛЮМЭКС.
–
Режим
доступа
:
https://www.lumex.ru/metodics/10AR01.05.06-1.pdf. - Загл. с экрана.
43. ПНД Ф 14.1:2:4.182-02 «Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовых концентраций фенолов в пробах
питьевых, природных и сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе
жидкости
Информационная
Флюорат-02»
система
[Электронный
«МЕГАНОРМ».
–
ресурс]
Режим
доступа
//
:
https://meganorm.ru/Index2/1/4293753/4293753703.htm. - Загл. с экрана
44. ПНД Ф 14.1:2:4.128-98 «Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в
пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе жидкости Флюорат-02» [Электронный ресурс] // Электронный
фонд правовой и нормативно-технической документации «Техэксперт». –
Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200079424. - Загл. с экрана.
45. ПНД
концентрации
Ф
14.1:2:4.158-2000
анионных
«Методика
измерений
поверхностно-активных
веществ
массовой
в
пробах
природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на
анализаторе жидкости Флюорат-02» [Электронный ресурс] // Электронный
фонд правовой и нормативно-технической документации «Техэксперт». –
Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/437170209. - Загл. с экрана.
46. ПНД Ф 14.1:2:4.181-02 «Методика выполнения измерений массовой
концентрации алюминия в пробах природной, питьевой и сточной воды
флуориметрическим
[Электронный
методом
ресурс]
//
на
анализаторе
ООО
ЛЮМЭКС.
жидкости Флюорат-02»
–
Режим
https://www.lumex.ru/metodics/11AR01.05.07-1.pdf. - Загл. с экрана.
137
доступа
:
47. ПНД Ф 14.1:2.240-07 «Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовых концентраций сульфат-ионов в
природных и сточных водах гравиметрическим методом» [Электронный
ресурс] // Информационная система «МЕГАНОРМ». – Режим доступа :
https://meganorm.ru/Index2/1/4293835/4293835538.htm. - Загл. с экрана
48. ПНД Ф 14.1:2.122-97 «Количественный химический анализ вод.
Методика измерений массовой концентрации жиров в поверхностных и
сточных водах гравиметрическим методом» [Электронный ресурс] //
Информационная
система
«МЕГАНОРМ».
–
Режим
доступа
:
https://meganorm.ru/Index2/1/4293846/4293846509.htm. - Загл. с экрана
49. ПНД Ф 14.1:2.114-97 «Количественный химический анализ вод.
Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в
пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом»
[Электронный ресурс]
технической
// Электронный фонд правовой и нормативно-
документации
«Техэксперт».
–
Режим
доступа
:
http://docs.cntd.ru/document/1200056719. - Загл. с экрана.
50. МУК 4.2.1884-04 «Санитарно-микробиологический и санитарнопаразитологический анализ воды поверхностных водных объектов» нормы
[Электронный ресурс]
технической
// Электронный фонд правовой и нормативно-
документации
«Техэксперт».
–
Режим
доступа
:
http://docs.cntd.ru/document/1200039680. - Загл. с экрана.
51. Капитонова В.Г. Методики гидрохимического анализа активного
ила. Москва, 2016. 13 с.
52. Капитонова В.Г. Методические рекомендации по проведению
гидробиологического контроля очистки сточных вод активным илом.
Москва, 2016. 28 с.
53. Волкова, И. В. Оценка качества воды водоѐмов рыбохозяйственного
назначения с помощью гидробионтов [Текст] : / И. В. Волкова, Т. С. Ершова,
С. В. Шипулин. – Москва : Колос, 2009. – 352 с.
138
54. ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК)
химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и
культурно-бытового водопользования» Гигиенические нормативы. – М:
Российский регистр потенциально опасных химических и биологических
веществ
Министерства
[Электронный ресурс]
технической
здравоохранения
Российской
Федерации
// Электронный фонд правовой и нормативно-
документации
«Техэксперт».
–
Режим
доступа
:
http://docs.cntd.ru/ document/901862249. - Загл. с экрана.
55. Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 №20 «Об утверждении
нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в
том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных
веществ
в
водах
водных
объектов
рыбохозяйственного
значения».
[Электронный ресурс] // Информационно-правовой портал «Гарант. Ру». –
Режим доступа : https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/2070984/. - Загл.
с экрана.
56. СанПиН
2.1.5.980-00
«Гигиенические требования
к
охране
поверхностных вод»: Санитарные правила и нормы [Электронный ресурс] //
Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации
«Техэксперт». – Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200006938. Загл. с экрана.
57. Тоноева Н.Ч. Влияние санитарно-паразитологического загрязнения
поверхности вод в Республике Саха (Якутия) на заболеваемость населения
актуальными паразитозами = Influence of sanitary-parasitologic contamination
of surface water resources in the republic of Saha (Yakutia) on the priority
parasithosis rate / Н.Ч. Тоноева, Е. А. Удальцов // Вестник Кемеровского
государственного университета = Bulletin of Kemerovo State University. –
2017. - № 3 (3). – С. 11-17.
58. Государственный
доклад
«О
санитарно-эпидемиологической
обстановке в Республике Саха (Якутия) в 2018 году». – Якутск: Управление
Роспотребнадзора по Республике Саха (Якутия), 2018 – 232 с.
139
59. Гельминтозы [Текст:]: учеб.пособие / Т.В. Морозова. – Б.:
Министерство здравоохранения Иркутской области. – 2015. –139 с.
60. Тоноева Н. Ч. Санитарно-паразитологическое состояние реки Лена
в границах города Якутска = Sanitary-parasitological status of Lena river within
the city Yakutsk / Н. Ч. Тоноева, Е. А. Удальцов, Е.А. Ефремова // Российский
паразитологический журнал = Russian journal of parasitology = Rossiiskii
parazitologicheskii zhurnal. – 2018. – Т. 12, вып. 2. – С. 38–45.
61. ГН 2.1.6.3492-17 "Предельно допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских
поселений" [Электронный ресурс]
// Электронный фонд правовой и
нормативно-технической документации «Техэксперт». – Режим доступа :
http://docs.cntd.ru/document/556185926. - Загл. с экрана.
62. ГН 2.2.5.3532-18 "Предельно допустимые концентрации (ПДК)
вредных веществ в воздухе рабочей зоны" [Электронный ресурс] //
Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации
«Техэксперт». – Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/557235236. Загл. с экрана.
63. СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников
водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения»
64. Приказ №554 от 20.11.2013 г. Об утверждении Федеральных норм
и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности
производства хлора и хлорсодержащих сред»
65. РД 52.04.253-90 «Методика прогнозирования масштабов заражения
сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на
химически опасных объектах и транспорте» [Электронный ресурс] //
Информационная
система
«МЕГАНОРМ».
–
Режим
доступа
:
https://meganorm.ru/Index2/1/4293852/4293852297.htm. - Загл. с экрана.
66. Оценка химической обстановки при разливе жидкого хлора, аварии
на опасном химическом объекте (складе хлора) АО «Водоканал» г. Якутска =
Evaluation of liquid chloride spills at chemically dangerous facilities (chlorine
140
warehouses) of Vodokanal JSC (Yakutsk) / Е. А. Удальцов, Н. Ч. Тоноева // XXI
век. Техносферная безопасность = XXI century. Technosphere safety. – 2018. –
Т 3, № 1. – С. 76-83.
67. Тоноева Н.Ч. Возможные сценарии развития аварийной ситуации на
опасном химическом объекте (АО «Водоканал» г. Якутска) / Н.Ч.Тоноева,
Е.А.Удальцов / /Наука Промышленность Оборона: труды XIX Всероссийской
научно-технической конференции: в 4 т. / коллектив авторов; под редакцией
С.Д. Саленко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018.-Ч.3.-С.244-247.
68. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30 декабря 2001 г. N
197-ФЗ (ТК РФ). [Электронный ресурс] : Доступ из справ.-правовой системы
«КонсультантПлюс».
69. Приказ Минздравсоцразвития РФ №45н от 16 февраля 2009 года
«Об утверждении норм и условий бесплатной выдачи работникам, занятым
на работах с вредными условиями труда, молока или других равноценных
пищевых продуктов, Порядка осуществления компенсационной выплаты в
размере, эквивалентном стоимости молока или других равноценных
пищевых продуктов, и Перечня вредных производственных факторов, при
воздействии
которых
в
профилактических
целях
рекомендуется
употребление молока или других равноценных пищевых продуктов»
(Зарегистрировано в Минюсте России 20.04.2009 N 13795). [Электронный
ресурс] : Приказ министерства здравоохранения и социального развития РФ
от 12 февраля 2009 г. № 45н.
Доступ из справ.-правовой системы
«КонсультантПлюс».
70. Приказ Минздравсоцразвития России от 12.04.2011 N 302н «Об
утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов
и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные
и
периодические
медицинские
осмотры
(обследования),
и
Порядка
проведения обязательных предварительных и периодических медицинских
осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на
работах с вредными и (или) опасными условиями труда» (Зарегистрировано в
141
Минюсте России 21.10.2011 N 22111). [Электронный ресурс] : Приказ
министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12 апреля 2011
г. № 302н. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
71. Постановление Правительства РФ от 15 июля 1999 г. N 825 «Об
утверждении перечня работ, выполнение которых связано с высоким риском
заболевания инфекционными болезнями и требует обязательного проведения
профилактических прививок» в соответствии с Федеральным законом «Об
иммунопрофилактике инфекционных болезней» от 17.09.1998 N 157-ФЗ.
[Электронный ресурс] : постановление Правительства РФ от от 15 июля 1999
г. N 825. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
142
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Технологическая схема очистки сточных вод на СБОС г. Якутска
143
Приложение 2
Технические характеристики УФ системы СБОС г. Якутска
144
Приложение 3
Таблица 1 – Характеристика АХОВ и значения коэффициентов
для
определения глубины зоны заражения
Плотность
(d), т/м3
-200С
00С
200С
400С
Хлор
-400С
2
Пороговая
токсодоза,
мг▪мин/л
2
Температуа
кипения, 0С
1
К7 (К7’/ К7'')
жидкость
п/п
Наименование
АХОВ
газ
№
Значение коэффициентов
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0,0032
1,55
3
-34,1
0,6
0,18
0,052
1,0
0
0,3
0,6
1
1,4
0,9
1
1
1
1
К1
К2
К3
Примечание:
В колонках 10…14 в числителе значение К7 для первичного облака АХОВ (К7’), а в
знаменателе – для вторичного облака (К7'')
Таблица 2 – Значение коэффициента К4 в зависимости от скорости ветра
Скорость
ветра, м/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15
К4
1
1,33
1,67
2,0
2,34
2,67
3,0
3,34
3,67
4,0
5,68
Таблица 3 – Значение коэффициента К6 в зависимости от времени N (час),
прошедшего после начала аварии
N (час)
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
К6
1
1,37
1,74
2,08
2,41
2,73
3,04
Примечания. Значение коэффициента К6 определяется после расчета
продолжительности испарения АХОВ с площади разлива Т (час):
N0,8 при N<T,
К6=
T0,8 при N>T.
При Т > 4 часов К6 принимается как для 4 часов, т. е. К6 = 3,04.
При Т < 1 часа К6 принимается как для 1 часа, т.е. К6 = 1.
145
Приложение 4
Таблица 4 – Значения скорости переноса переднего фронта зараженного
воздуха V (км/ч) в зависимости от скорости ветра
U (м/с) и состояния
вертикальной устойчивости воздуха
Скорость
ветра U, м/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
59
65
71
76
82
88
Инверсия
Скорость
переноса
V, км/ч
5
10
16
21
Изотермия
6
12
18
24
29
35
41
47
53
Конвекция
7
14
21
28
Таблица 5 – Угловые размеры φ (град.) зоны возможного химического
заражения в зависимости от скорости ветра U (м/с)
U, м/с
<0,5
0,6-1
1,1-2
>2
φ, град.
360
180
90
45
Графическ
ое
изображен
ие
U
U
Г
U
U
Г
Г
Г
ЗХЗ
146
Приложение 5
Таблица 6 – Значение глубины зоны возможного заражения АХОВ, км
Скорость ветра,
м/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Эквивалентное количество АХОВ Q Э , т
0,01
0,38
0,26
0,22
0,19
0,17
0,15
0,14
0,13
0,12
0,12
0,11
0,11
0,1
0,1
0,1
0,05
0,85
0,59
0,48
0,42
0,38
0,34
0,32
0,3
0,28
0,26
0,25
0,24
0,23
0,22
0,22
0,1
1,25
0,84
0,68
0,59
0,53
0,48
0,45
0,42
0,4
0,38
0,36
0,34
0,33
0,32
0,31
0,5
3,16
1,92
1,53
1,33
1,19
1,09
1,0
0,94
0,88
0,84
0,8
0,76
0,74
0,71
0,69
1
4,75
2,84
2,17
1,88
1,68
1,53
1,42
1,33
1,25
1,19
1,13
1,08
1,04
1,0
0,97
3
9,18
5,35
3,99
3,28
2,91
2,66
2,46
2,3
2,17
2,06
1,96
1,88
1,8
1,74
1,68
5
12,53
7,2
5,34
4,36
3,75
3,43
3,17
2,97
2,8
2,66
2,53
2,42
2,37
2,24
2,17
10
19,20
10,83
7,96
6,46
5,53
4,88
4,49
4,2
3,96
3,76
3,58
3,43
3,29
3,17
3,07
20
29,56
16,44
11,94
9,62
8,19
7,2
6,48
5,92
5,6
5,31
5,06
4,85
4,66
4,49
4,34
30
38,13
21,02
15,18
12,18
10,33
9,06
8,14
7,42
6,86
6,5
6,2
5,94
5,7
5,5
5,31
50
52,67
28,79
20,59
16,43
13,88
12,14
10,87
9,9
9,12
8,5
8,01
7,67
7,37
7,1
6,86
70
65,23
35,35
25,21
20,05
16,89
14,79
13,17
11,98
11,03
10,23
9,61
9,07
8,72
8,4
8,11
100
81,91
44,09
31,3
24,8
20,82
18,13
16,17
14,68
13,5
12,54
11,74
11,06
10,48
10,04
9,7
300
166
87,79
61,47
48,18
40,11
34,67
30,73
27,75
25,39
23,49
21,91
20,58
19,45
18,46
17,6
Примечания.
1. При скорости ветра > 15 м/с глубину зоны заражения принимать как и при скорости ветра, равную 15 м/с.
2. При скорости ветра < 1 м/с глубину зоны заражения принимать как и при скорости ветра, равную 1 м/с.
147
500
231
121
84,5
65,92
54,67
47,09
41,63
37,49
34,24
31,61
29,44
27,61
26,04
24,69
23,5
700
288
150
104
81,17
67,15
56,72
50,93
45,79
41,76
38,5
35,81
33,35
31,62
29,95
28,48
1000
362
189
130
101
83,6
71,7
63,16
56,7
51,6
47,53
44,15
41,3
38,9
36,81
34,98
2000
572
295
202
157
129
110
96,3
86,2
78,3
71,9
66,62
62,2
58,44
55,2
52,37
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзывВ магистерской диссертации отражена актуальная тема, обусловленная широким распространением паразитов и степенью значимости, вызываемой ими патологий для человека. Исследование отражает проблему сброса неочищенных коммунально-бытовых стоков, который является причиной низкого качества питьевой воды и фактором риска для здоровья человека. Очистка сточных вод является главной и острой экологической проблемой. Автором работы предложен хороший способ комплексной очистки вод ( ультразвуковая и ультрафиолетовая очистка), так как этот метод является самым безопасным, оптимальным альтернативным вариантом по отношению к обычно применяемым методам химической обработки, озонированию или обработки только одним ультрафиолетом. Эффективность данного совмещения в обеззараживании объясняется тем, что в комплексе с УФ-облучением, воздействии ультразвука вызывает дробление бактериальных кластеров на более мелкие элементы, при этом происходит разрушение микроорганизмов и преобразование органических фаз, а непрерывное вирулицидное воздействие ультрафиолетового излучения, после воздействия ультразвука, лишает микроорганизмы способности к воспроизводству. Использование такого метода для обеззараживания любых вод позволяет отказаться от применения или существенно уменьшить использование химических средств дезинфекции.
Магистерская диссертация работа Тоноевой Н. Ч. выполнена на актуальную на сегодняшний день тему, поскольку исследование коммунально-бытовых сточных вод как источника низкого санитарно-паразитологического качества окружающей среды и высокой заболеваемости людей паразитарными болезнями довольно актуально и по сей день. Автором проведена огромная работа по оценке уровня санитарно-химического, биологического загрязнения городских сточных вод, эпидемической ситуации по уровню заболеваемости населения паразитарными болезнями города Якутска также проведен анализ условий труда (СОУТ)на одной из станции биологической очистки стоков г. Якутска АО «Водоканал». Тоноевой Н. Ч. обработано большое количество научного материала, на высоком теоретическом и методологическом уровне, проведены собственные исследования и проверка АО «Водоканала» г. Якутска по санитарно-химическим, санитарно-паразитологическим и микробиологическим показателям. Материал в магистерской диссертации по направлению высшего образования логически структурирован, написан научным стилем изложения. Объем работы составляет 161 страницу, среди которых 18 приложений. В первой главе магистерской диссертации представлены общие сведения о санитарно-микробиологическом и санитарно-паразитологическом загрязнении поверхностных водоисточников. Детально раскрыты понятия, основные аспекты и результаты анализа воды. Кроме того, графики, представляющие долю проб воды, не соответствующих паразитологическим и микробиологическим показателям, выполнены разборчиво для лучшего усвоения информация. Во второй главе работы выявлены и подробно расписаны методы обеззараживания сточных вод. Третья глава является основной и в ней представлен основной сегмент работы, а именно различные методики определения показателей, необходимых для нормирования качества воды. В главе изображено множество алгоритмов и рисунков. В четвертой, пятой, шестой и седьмой главе проведены собственные исследования. Тоноевая Н. Ч. провела глубокий анализ АО «Водоканал» г. Якутска по всем показателям сточных вод, прогнозирования чрезвычайной ситуации на химически опасном объекте-склад хлора АО «Водоканал» г. Якутска, специальной оценки условий труда на СБОС на предприятии, а также общую паразитологическую ситуацию в Республике Саха и в РФ в целом. В главах представлено огромное количество вычислений, рисунков и исследований по теме. Автор магистерской диссертации показала отличную способность формулировать собственную точку зрения по рассматриваемой проблеме. Сформулированные в работе выводы достаточно обоснованы и могут быть использованы в практической деятельности. Было интересно ознакомиться с работой на столь актуальную, особенно в наши дни, тему. Мнение автора о причинах загрязнения (недооценку опасности заражения и низкий уровень санитарной культуры населения. ) полностью разделяю.
Так как исследования проводились в условиях вечной мерзлоты, работа получилась уникальной и очень актуальной в особенности для регионов, находящихся в зоне многолетней мерзлоты. В работе автора доказано, что методы обеззараживания коммунально-бытовых сточных вод, применяемые на очистных сооружениях канализации, не обеспечивают полную очистку от возбудителей паразитарных заболеваний, что приводит к заражению населения дифиллоботриозом.
Из представленных на сайте работ видна последовательность в проведенных научных исследований. Начало исследования завершилось бакалаврской работой. Продолжение экспериментов - магистерская диссертация. О научной значимости которой, свидетельствуют статьи, опубликованные в журналах списка ВАК и Scopus.
Дифиллоботриоз - это эндемичный для северных территорий РФ неконтагиозный пероральный биогельминтоз. В распространении дифиллоботриоза имеют значение фекальные загрязнения водоемов, низкий уровень санитарной культуры населения, степень развития рыбного промысла, миграция зараженного населения в места, свободные от этой инвазии, а также распространенный у аборигенов обычай употреблять в пищу замороженную рыбу (строганину), недостаточно просоленную икру и рыбу. В данной работе автор убедительно доказала, что основной причиной заболеваемости дифиллоботриозом следует считать недооценку опасности заражения и низкий уровень санитарной культуры населения.