Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Качество питьевой воды при различных способах водоподготовки

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Качество питьевой воды при различных способах водоподготовки"

На правах рукописи

ШУРЭНЦЭЦЭГ ХУРЭЛБААТАР

КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ВОДОПОДГОТОВКИ

Специальность 03.00.16 — Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 4 ЯНВ

Иваново 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" на кафедре «Промышленная экология»

Научный руководитель: Доктор химических наук,

профессор Гриневич Владимир Иванович

Официальные оппоненты: Доктор химических наук,

профессор Базанов Михаил Иванович

Кандидат химических наук,

доцент Ефимова Галина Александровна

Ведущая организация: Ковровская государственная технологическая

академия имени В.А. Дегтярева

Защита состоится «28» декабря 2009 г. в 12 часов в аудитории на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.02 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" по адресу:

153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО "Ивановский государственный химико-технологический университет" по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.

Автореферат разослан « 22 » ноября 2009 г.

Учёный секретарь совета, д.т.н., ст.н.с.

Гришина Е.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема содержания различных токсикантов в питьевой воде привлекает к себе внимание не только исследователей различных областей науки и специалистов водоподготовки, но и потребителей. Концентрации загрязняющих веществ в поверхностных водах варьируются в широких пределах и зависит от многих факторов. Доминирующим из них является хозяйственная деятельность человека, в результате которой поверхностные стоки и атмосферные осадки загрязнены разнообразными веществами и соединениями, включая и органические. Качество питьевой воды в значительной мере определяется стадией водоподготовки. В зависимости от того, какие для этого используют методы и реагенты, происходит формирование качества питьевой воды, поступающей в централизованную водопроводную сеть.

Сложность проблемы заключается в том, что набор органических загрязнителей, содержащихся в микроколичествах, как в поверхностных водах, так и питьевой воде очень широк и специфичен. Некоторые вещества, такие как пестициды, полициклические ароматические углеводороды (11АУ), хлорорганические соединения (ХОС), включая диоксины, тяжелые металлы (ТМ) даже в микродозах чрезвычайно опасны для здоровья человека.

Поэтому выявление взаимосвязей между содержанием токсикантов в природных водах, являющихся источниками водоснабжения, и в питьевой воде в зависимости от способа водоподготовки имеет актуальное значение.

Поиск альтернативных методов водоподготовки также является актуальной задачей.

Основной целью данной работы было выявление приоритетных загрязнителей природной и питьевой воды, а также оценка возможности применения альтернативных методов водоподготовки.

Для достижения этих целей были выполнены:

- экспериментальные измерения наиболее важных показателей качества воды природной воды (сезонная и годовая динамика изменения качества) и воды из централизованной системы водоснабжения;

- измерения содержания токсикантов после альтернативных методов водоподготовки (озонирование и диэлектрический барьерный разряд - ДБР);

- оценка токсичности воды прошедшей различные виды обработки методом биотестирования;

- оценка влияния питьевой воды на здоровье населения по результатам эксперимента.

Новизна исследования. Определены критериальные загрязнители природных вод (углеводороды нефти и фенолы, ТМ, ХОС). Установлено влияние содержания токсикантов в природной воде на качество питьевой воды в зависимости от применяемого метода водоподготовки. Показано, что основной вклад в появление ХОС (хлорметанов) в питьевой воде дают растворенные в воде органические соединения. Выявлено, что после хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде увеличивается в 1.2-24 раза, а после озонирования и обработки в ДБР снижается в среднем в 2 раза. Расчетами и экспериментально показано, что применение альтернативных

методов водоподготовки (озонирование, ДБР) позволяет снизить величину токсичности воды (биотестирование) и суммарного общетоксического риска для потребителей воды.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для прогноза изменения качества природной и питьевой воды, а также для эколого-экономического обоснования необходимости модернизации систем водоподготовки, в частности для г. Иваново.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивалась использованием современных методов исследований и обработки результатов, выполненных в соответствии с действующей нормативной документацией (ГОСТ, СанПйН, ГН, МУК и др.), проверкой их на воспроизводимость, а также отсутствием противоречий с теми сведениями, которые были известны ранее.

Личный вклад автора. Анализ литературных источников, выбор объектов исследований с учетом их специфики, экспериментальные исследования выполнены лично автором. Постановка цели и задач исследования, интерпретация и анализ полученных результатов, формулирование основных выводов диссертационной работы, проведены соискателем и совместно с научным руководителем.

Публикация и апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждены на научной конференции «Санитарно-гигиеническая служба-70», Монголия, Улан-Батор, 2004; Scientific conference "Heritage and innovation of medical sciences in Mongolia", Mongolia, Ulan Bator, 2006; на 8-м Международном конгрессе "Вода: экология и технология" ЭК-ВАТЭК-2008, г. Москва; на VII и VIII Региональной студенческой научной конференции с международным участием "Фундаментальные науки - специалисту нового века", г. Иваново, 2008, 2009; на 89-й научно-практической конференции студентов и молодых ученых ИвГМА «Неделя науки-2009», Иваново, 2009.

По результатам исследований опубликовано 14 работ, включая 1 статью из перечня журналов, рекомендованных ВАК.

Объём диссертации. Диссертация изложена на 146 стр., содержит 41 табл., 53 рис. и состоит из введения, литературного обзора, методик исследований, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 122 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены основные источники загрязнения и факторы, влияющие на состояние природных вод (источников водоснабжения). Дан сравнительный анализ различных методов водоподготовки, позволяющих снижать содержание поллютантов в питьевой воде (хлорирование, озонирование, УФ-излучение). Установлено, что в настоящее время не существует универсального метода для всех видов обработки воды: подготовки питьевой воды, обезвреживания промышленных, бьгговых и ливневых стоков. Показано, что изучение процессов поступления и миграции основных токсикантов в каждом конкретном водотоке является не только актуальным, но и

обязательным как для улучшения качества воды в нем, так и для выбора метода водоподготовки.

Во второй главе приведены объекты исследований: физико-географическая характеристика района Уводьского водозабора г. Иваново и общая характеристика системы водоснабжения г. Улан-Батора.

Приведено описание экспериментальных установок, а также методики озонирования и обработки в ДБР.

Показатели качества воды после озонирования, обработки в ДБР, воды из централизованной системы водоснабжения города и из водозабора, а также атмосферных выпадений проводили по стандартным методикам: рН -потенциометрическим методом; общую минерализацию (сухой остаток) - весовым методом; химическое (ХПК), биохимическое (БПК5) потребление кислорода, растворенный кислород - титриметрическим методом; SO42", NO3", N02\ NH4+ - фотометрическим методом; фенолы, нефтепродукты и формальдегид - хемолюминесцентным методом (Флюорат-2М), хлорорганические соединения (хлороформ, 1,2-дихлорэтан, четыреххлористый углерод, трихлорэ-тилен, 1,1,2,2 тетрахлорэтан) и пестицидов (гамма ГХЦГ, ДДТ) - хромато-графическим методом (газовый хроматограф марки «Биолют» с детектором электронного захвата (ДЭЗ)), содержание металлов Си, Fe, Mn, Cr, Ni, Cd, Zn - атомно-абсорбционным методом (спектрофотометр «Сатурн»), Случайная погрешность измерения ХОС хроматографическим методом (доверительная вероятность 0,95) не превышала 25 %, а относительная погрешность измерения всех остальных показателей качества воды по стандартным методикам не превышала 20%.

Токсическое действие растворов определялось расчетным методом (расчет потенциальной токсичности - ПТ) и методом биотестирования (тест-объекты - Daphnia Magna (дафнии) и Poecillia Reticulata Peters (гуппи)). Погрешность метода биотестирования на дафниях составляет 66 %, на гуппи -42 %.

В третьей главе проводится обсуждение полученных экспериментальных данных. Качество воды в Уводьском водохранилище (водозабор).

Результаты измерений основных показателей качества воды в районе водозабора г. Иваново (местечко Авдотьино, поверхностный источник водоснабжения) в течение 2003-2008 гг. показывают, что водоток испытывает повышенную нагрузку по следующим показателям (в долях ПДК по среднегодовому значению): БПК5 (от 1.6 до 2), нефтепродукты (от 1.2 до 3.4), фенолы (от 5.1 до 10.2), железо (от 2.6 до 8.8), марганец (от 4.5 до 14), медь (от 3 до 8), цинк (от 1 до 4.5).

Содержание в Уводьском водозаборе органических веществ в составе растворенных форм и взвешенных частиц в 2008 г. зависит от сезонного фактора (в осенний период содержание органических соединений в растворенной форме увеличивается, а взвешенных частиц уменьшается). В фазу устойчивого водообмена содержание органических соединений выше, чем в зимние месяцы. По-видимому, это связано с более интенсивными процессами окисления, фотосинтеза или гидролиза части органических веществ и переводом их в растворенное состояние.

Наблюдается тенденция к уменьшению концентрации растворенного кислорода в период интенсивного фотосинтеза, то есть в теплое время года, что характерно для любых водоемов. Так летом, при увеличении интенсивности процессов фотосинтеза, концентрация растворенного кислорода падает в среднем до 8.3 мг02/л. Это приводит к снижению интенсивности окислительных процессов загрязняющих веществ, однако адекватного роста содержания органических соединений в летние месяцы не наблюдается. Наблюдения, проведенные в течение всего исследуемого периода (2003-2008 гг.) времени, показали, что количество растворенного кислорода в Уводьском водохранилище (водозабор) никогда не падало ниже нормы, и находилось в пределах 5.2-13.1 мЮ2/л.

Перманганатная окисляемость (ПО), характеризующая содержание органических и минеральных веществ, изменялась в течение 2003-2008 гг. в пределах, мг02/л: 4.8-16.3; а содержание биохимически окисляемых органических соединений (БПК5) в воде водозабора колебалось от 2.3-5.76 мг 02/л. Изменение среднегодового значения БПК5 в интервале наблюдений 20032008 гг. имеет тенденцию к снижению.

Б П К 5/п О

0.8 - 0,8 .74

0,6 0,6 ' Й

0,4 ■ 0,2 ,39 -

Ж;:

0 ъМ

2003 2004 2005 2006 2007 2008

ГОДЫ

БПК./ПО 0,5 -

0,4 -

0,3 -

0,2 -

0,1

0,0 -

2008 Г.

0,39

0,29

Цл ШР-

Л? . 'М

0,31

зима весна лето осень

Рис. 1. Соотношение значений БПК5ЯТО (2003-2008 гг.)

Рис. 2. Соотношение значений БПК5/ПО в течение года.

Среднее отношение БПК5/ПО (рис. 1) в первый год уменьшилось почти в 2 раза, а в период с 2004 по 2007 гг. наблюдается обратная тенденция. Отметим, что в 2008 г. отношение БГЖ5/ПО заметно снизилось, особенно в весенний и осенний периоды (рис. 2). Это свидетельствует о накоплении трудно окисляемых органических веществ, что является как крайне негативным фактором для нормального функционирования водохранилища, а также должно сказываться на качестве питьевой воды.

По поступлению общего фосфора, трофическое состояние Уводьского водохранилища в 2003-2004 и 2008 годах занимает граничное состояние между мезотрофным (55 %) и эвтрофным (35 %).

Концентрации ЫОз>ГО2" в летний период минимальны, что возможно, связано с незначительным притоком дождевой воды, а также отсутствием дополнительного поступления подземных вод и с развитием фитопланктона. Однако в осенний период концентрации Ы03" увеличивается, что также объясняется вымыванием из почв почвенного органического вещества и отходов жизнедеятельности живых организмов и их последующем окислении.

с 0.200.15 0.10 0.05

мг/л

зима весна лето осень

I М_1ГИ

2004

2007 годы

2008

2004 2005 2006 2007 2008 годы

Рис. 3. Сезонное изменение концентрации нефтепродуктов (а), фенолов (б) в районе водозабора.

С. мг/ 0.08

1.1 11В | пдк-

II 1111-,

1234567891011 месяцы

Рис. 4. Изменение концентрации нефтепродуктов (а), фенолов (б) в течение

года.

Контроль за содержанием фенолов и нефтепродуктов в течение всего периода наблюдений показывает практически постоянное превышение нормируемых величин (рис. 3, 4). Так максимальное содержание углеводородов нефти наблюдалось в 2003-2004 гг. и составляло в среднем 3 ПДКрх (Г1ДКрх = 0.05 мг/л), однако в 2005-2008 гг. произошло уменьшение их концентрации до 1.2 ПДК. Необходимо отметить то, что максимум концентрации приходится на весенний период (фаза весеннего водообмена, рис. 4а). Следовательно, накопление биохимически не окисляющихся органических веществ, является, прежде всего, следствием загрязнения водохранилища нефтепродуктами, что и подтверждается минимальным отношением БПК5/ПО (рис. 2). Максимальные концентрации фенолов (рис. 46) были также зарегистрированы в весенний и летний периоды и составляли соответственно 7.4 и 6.9 мкг/л, что превышает нормируемое значение в 7.4 - 6.9 раза.

Содержание ТМ в районе водозабора в течение последнего года наблюдения, как правило, выше нормируемых величин, в частности концентрация железа в среднем выше ПДКрх в 2.4 раза, меди — в 3 раза, марганца в 4.5 раза (табл. 1). Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям. Максимальное содержание наблюдалось в летние и зимние месяцы и составляло 0.78 и 0.52 мг/дм3 соответственно. Обычно в водоемах с высокой биологической проду ктивностью в период летней и зимней стагнации замет-

но увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенне-весеннее перемешивание водных масс (гомотермия) сопровождается окислением Ре(Н) в Ре(Ш) и выпадением последнего в виде Ре(ОН)3. Однако анализ изменения содержания тяжелых металлов в районе водозабора в течение всего периода наблюдения (2003 - 2008 гг.) показывает положительную тенденцию, а именно снижение среднегодовой концентрации всех исследуемых металлов.-----------------------------------------------------------------------------

Оценки качества воды по комплексному показателю (индекс загрязненности водотока - ИЗВ) показали, что в 2003-2005 гг. его величина составляла 6.9-8.8, что соответствует 6-му классу - «вода очень загрязненная» (табл. 1). Основной вклад в величину ИЗВ дают соединения марганца, железа и фенолы. С 2006 по 2008 г. наблюдается уменьшение величины ИЗВ, который составил 2.9-4.6, что соответствует четвертому и пятому классу — грязная и за-грязененная.

Таблица 1

Тенденция изменения качества воды в районе водозабора (2003-2008 гг.)

Год Характеристика качества воды Ингредиенты, ответственные за формирование ИЗВ (доли ПДКр.х)

ИЗВ Класс качества Характеристика качества

2003 7.2 VI Очень грязная Мп (14), Ре(8.8), фенол(8.55), Си (8), Н/пр(3), БПК5(2.7)

2004 8.8 VI Очень грязная Мп (27), фенол(10.2), Ре(7.4), Си (6), Н/пр(3.4), БПК5(1.3)

2005 6.9 VI Очень грязная Мп (26), Ре(5.4), фенол(5.1), Си (3), БПК5(2.6), Н/пр(1.36)

2006 4.4 V Грязная Си (7), фенол(6.7), Мп (6), Ре(4.1), БПК5(2.35), Н/пр(1.36)

2007 4.6 V Грязная Си (7), фенол(6.9), Мп (6), Ре(4.7), БПК5(2.9), Н/пр(1.36)

2008 2.9 IV Загрязненная фенол(6.1), Мп (4.5), Н/пр(1.2), Си (3), Ре(2.6), БПК5(1.1)

Хлорированные углеводороды в воде Уводьского водохранилища (.водозабор)

Годовые и сезонные тренды концентраций ХОС в воде Уводьского водохранилища показаны на рис. 5-8. Диапазон варьируемых значений в течение "последнего года наблюдения для хлороформа (2 класс опасности (КО)) составляло от 5.4 до 16.4 мкг/л, при среднем значении 11.2 мкг/л, что в 2.2 раза выше ПДКрх, для хлорфенолов (2,4 дихлорфенол, 2,4,6 трихлорфенол - 1 КО) диапазон варьирования концентраций составил 0.1 - 0.4 мкг/л (1-4 ПДКрх), а для ССЦ (2 КО) максимальное значение достигало значения 1.9 мкг/л при нормируемом отсутствии содержания данного вещества в водоеме, т.е. водные экосистемы испытывают повышенные нагрузки по данным соединениям. В весенний и осенний периоды отмечалось повышенное содержание хлороформа, концентрации составляли 16.4 мкг/л (3.3 ПДКрХ) и 15.6 мкг/л (3.1 ПДКрх) соответственно (рис. 5).

С, мкг/л

2 3 4 5 6 7 месяцы

С, мкг/л 3020

2003 2004 2005 2006 2007 2008 годы

Рис. 5. Изменение концентрации хлороформа в течение года (2008 г).

С, мкг/л

■■■ четырёххлор. углерод ЕШШ1 2,4-дихлорфенол

2,4,6-трихлорфенол Iтетрахлорэтилен

Рис. 6. Изменение среднегодового значения хлороформа (2003-2008 гг.).

С, мкг/л

ЯШ четырёххлор. углерод ШШ 2,4-дихлорфенол Г 12,4,6-трихлорфенол : тетрахлорэтилен

2003 2004

2005 2006 2007 годы

Рис. 8. Изменение среднегодового значения ХОС (2003-2008 гт.).

Рис. 7. Сезонное изменение концентрации ХОС (2008 г.).

Качество пресных подземных вод

Вода из подземного источника в районе д. Юркино (ОНВС-2) имеет повышенное относительно ПДК содержание нитритов, железа общего, марганца, меди, цинка, четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена, в частности концентрация железа общего в среднем выше ПДКР х. в 6 раз, меди в 5 раз, цинка в 3 раза, марганца в 50 раз.

Концентрация хлорорганических соединений, образующихся при хлорировании грунтовых вод, была ниже по сравнению с концентрациями, наблюдаемыми при хлорировании воды Уводьского водохранилища, что также свидетельствует о меньшем содержании органических загрязнителей в подземных источниках питьевой воды г. Иванова.

Влияние атмосферных осадков

Концентрации фенолов в осадках составляет (2.3-2.6 мкг/л). Тем не менее, столь значительное содержание фенолов в осадках может вносить заметный вклад в загрязнение воды, особенно в паводковый период, что и наблюдается при весенних замерах. Загрязненность атмосферных выпадений нефтепродуктами, по сравнению с содержанием их в водоеме в весенний паводок, невелика и составляет для снега 0.08 мг/л (1.6 11ДКрх). Зимние осадки содержали значительно больше металлов, чем «мокрые» выпадения. Так, с зимними осадками выпало Си-0.01, гп-О.ОЗ, N¡-0.03, Мп-0.03, Ре-0.4, Сг-0.012 мг/л, с дождям 2п-0.014, Ре-0.04 мг/л. С учетом того, что в 2008 году в воде водозабора максимальное содержание цинка, железа общего и меди отмечено

в зимний период, можно сделать вывод о том, что атмосферные осадки вносят определенный вклад в загрязнение воды Уводьского водозабора.

Четвертая глава посвящена изучению качества питьевой воды после различных методов водоподготовки. Качество питьевой воды из централизованной системы водоснабжения не удовлетворяет требованиям действующих нормативных документов по следующим показателям:

1) перманганагная окисляемость превышает нормируемое значение (5 мг 02/л) в среднем 1.2 раза, что свидетельствует о наличии в воде повышенных концентраций химически трудно окисляющихся органических веществ;

2) в течение 2000-2005 гг. среднегодовое содержание фенолов составляло около 1.5 мкг/л и превышали нормируемое значение (1 мкг/л) в 1.5 раза, а начиная с 2006 г. превышения по данному показателю не зарегистрировано;

3) в отдельные годы наблюдается превышение допустимого содержания железа общего (2000 г., 2002-2007 гг.) и марганца (2003-2004 гг., 2007 г.).

По всем остальным контролируемым показателям превышения нормативных значений не наблюдалось. Тем не менее, нужно отметить, что после хлорирования концентрации ХОС в питьевой воде возрастают.

Результаты исследований, проведённых в 2008 г., показали, что в целом качество питьевой воды удовлетворительное. Содержание хлороформа и че-тыреххлористого углерода в питьевой воде г. Иваново варьировались в диапазоне концентраций 106.5-161.1 мкг/л и 1.1-3.1 мкг/л, соответственно, и не превышало нормативов РФ.

Измерение концентрации гало-генсодержащих углеводородов показало, что их суммарное содержание, в пересчете на хлор, в 10-11 раза выше в питьевой воде по сравнению с содержанием в источнике водоснабжения (рис. 9).

Для питьевой воды максимальное содержание наблюдалось в осенний период, а для воды в районе водозабора - в весенний и составляло 135 мкг/л и 13 мкг/л соответственно.

мкг/л

150100 50

2008

128-5

водозабор

питьевая вода

Рис. 9. Зависимость содержания хлорированных углеводородов (в пересчете на С Г) от времени года на водозаборе и питьевой воде.

Другим источником образования ХОС в питьевой воде является растворенное и взвешенное органическое вещество в источнике водоснабжения. Из данных рис. 10 следует, что на образование хлороформа в питьевой воде оказывает влияние как наличие растворенных (коэффициент корреляции (Я) равен 0.72), так и суммарное содержание органических веществ (11=0.84), содержащихся в воде водохранилища. Причем на его содержание в питьевой воде оказывает влияние наличие как трудно (ПО), так и биохимически легко окисляемых (БПК5) органических соединений (рис. 11, КБПК, = 0.83; ЯПо = 0.78).

2008 г.

2008 г.

С ~12,1|М,2М2,Сепк-0,0007Ч^

в

а эд

70 3

0

-,---,---,—1-0

120 140 160

Хлороформ пит., мкг\л

110 120 130 140 150 160 Хлороформ, пиг.,мкг/л

100

Рис. 10. Корреляционная зависимость Рис. 11. Взаимосвязь содержания хло-коицентрации хлороформа от расгво- роформа в питьевой воде от ПО (1) и

Таким образом, полученные экспериментальные данные показывают, что химический состав воды в водоисточнике имеет непосредственное влияние на качество питьевой воды.

Качество воды после альтернативных методов водоподготовки Образование канцерогенных органических соединений при обеззараживании воды хлором является главной причиной поиска и внедрения альтернативных методов водоподготовки. Поэтому следующим этапом работы было исследование возможности применения диэлектрического барьерного разряда (ДБР) и метода озонирования для подготовки воды питьевого качества для г. Иваново.

В табл. 2 приведены сравнительные показатели качества воды из водозабора, водопровода и природной воды, обработанной в ДБР и озоном. После хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде увеличивается в 1.2-24 раза (больше всего для хлороформа), а после озонирования и обработки в ДБР снижается более чем в два раза. Таким образом, применение озонирования и ДБР в качестве одной из стадий водоподготовки оказывается весьма эффективным с точки зрения снижения концентрации в питьевой воде хлорорганических соединений. Полученные результаты показывают, что при обработке воды как в ДБР, так и озонированием наблюдается значительное снижение концентраций большинства исследуемых органических соединении, однако происходило накопление альдегидов, в частности содержание формальдегида возрастало в 3.8 раза (ДБР) по сравнению с природной водой.

Максимальная эффективность окисления нефтепродуктов под воздействием 03 составляет около 99 %, а при обработке в ДБР она равна 93 %. Это связано с тем, что в ДБР обрабатываемая вода стекает в реакторе в пленочном режиме, т.е. в отличие от озонирования, где реакции окисления проходят в объеме раствора, в ДБР все процессы протекают в тонком слое жидкости. Содержание фенолов в воде водозабора составляет 4.3 мкг/л, а после обработки как в ДБР, так и методом озонирования их концентрация была ниже предела обнаружения. Экспериментальные данные показывают, что при обработке в ДБР, и при озонировании значение ПО снижается, т.е. можно сделать вывод,

ренных (1) и суммы (2) органических соединений.

БПК5(2).

что оба метода являются эффективными для окисления органических соединений, присутствующих в воде.

Таблица 2

_Качество воды после альтернативных методов водоподготовки_

Показатель качества воды в пробе воды Значение показателя в пробе

Водозабор Водопровод Озонирование ДБР ПДКрт/ПДК™,

рн 7.8 7.5 8.5 8.4 6-8.5/6-9

ПО, мЮ2/л 5.6 4.56 2.32 1.33 15/5

БПК5, мгСУл 1.2 0.9 1.34 2.2 -

БПКУПО 0.2 0.19 0.57 1.6 -

Раствор, кислород мг02/л 10.9 10.3 12.5 8.58 >6(л.) >4(з.)

Сухой остаток, мг/л, в т.ч. 203 218 229 218 1000 <

-органические 61 71 30 26 -

-неорганические вещества 142 147 199 192 -

Азот аммонийный, мг/л 0.66 0.57 0.66 3.9 0.5/2 <

Марганец, мг/л 0.02 0.02 0.011 0.002 0.01/0.1

Цинк, мг/л 0.015 0.5 0.09 0.01 0.01/5

Железо, мг/л 0.15 0.11 0.04 0.004 0.1/0.3

Медь, мг/л 0.001 0.007 0.0025 0.003 0.001/1

Фенол, мкг/л 4.3 <0.5 <0.5 <0.5 1/1

Нефтепродукты, мг/л 0.01 <0.005 <0.005 <0.005 0.05/0.1

Формальдегид, мг/л 0.076 <0.02 0.053 0.292 0.1/0.05

Хлороформ, мкг/л 5.8 145.6 3.1 <0.6 5/200

Четыреххлористый 2.4 2.6 1.3 1.8 отс/6

Трихлорэтилен, мкг/л 0.5 0.7 0.5 <0.1 10/-

Тетрахлорэтилен, мкг/л 0.16 0.17 0.17 <0.1 160/-

2,4-дихлорфенол, мкг/л 0.12 0.22 <0.1 0.11 0.1/2

2,4,6-трихлорфенол, мкг/л <0.1 0.18 <0.1 0.15 0.1/4

Микробиологические показатели качества воды: В природной воде (водозабор) были обнаружены термотолерантные колиформные бактерии, сульфитредуцирующие клостридии и БГКП (коли-формы). При обработке воды как в ДБР, озонировании, так и после хлорирования (городской водопровод) наблюдается значительное снижение всех исследуемых показателей до требуемых норм.

Оценка токсичности: Методом биотестирования проводилась оценка токсичности воды, взятой из водозабора, из системы водопровода г. Иванова, а также после обработке воды в ДБР и озонировании. Полученные результаты показывали, что после обработки в ДБР токсичность природной воды, оцененная расчетным и экспериментальным (биотестирование) методами снижается в 1.1 и 2 раза соответственно, а после озонирования - в 2.4 и 2 раза.

Также были проведены оценки возможности применения рассмотренных альтернативных методов для подготовки питьевой воды г. Улан-Батор. Данный вопрос является актуальным в связи с тем, что дебит основного источника водоснабжения (артезианская вода) исчерпывается, численность населения увеличивается, поэтому в ближайшей перспективе планируется использовать воду поверхностного источника - р. Тул.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение озонирования и ДБР в качестве одной из стадий водоподготовки оказывается эффективным с точки зрения снижения концентрации в питьевой воде хлороргани-ческих соединений. Однако следует отметить, что применение обоих способов обработки воды имеет и отрицательные стороны. Так при обработке в ДБР происходит увеличение содержания в воде формальдегида и аммонийного азота.

Глава 5. Оценка влияния питьевой воды на здоровье населения. С помощью компьютерной программы «Чистая вода», разработанной научно-производственным объединением «ПОТОК» г. Санкт-Петербург, была выполнена оценка соответствия питьевой воды по контролируемым показателям и произведена оценка риска нарушения функционирования органов и систем человека при употреблении воды, прошедшей водоподготовку.

Результаты расчета показывают значительное уменьшение риска неблагоприятных органолептических эффектов при потреблении питьевой воды, как немедленного действия, так и хронической интоксикации относительно природной воды в районах водозабора. Значимую часть в данную величину вносят такие показатели для водозабора: фенолы, нефтепродукты, железо и марганец; для питьевой воды железо и марганец. С другой стороны после процесса водоподготовки (м. Авдотьино) наблюдается увеличение риска канцерогенных эффектов, основной вклад в который вносят ХОС. Показано, что современное состояние потребляемой населением г. Иванова питьевой воды, приводит к ухудшения его здоровья и как следствие сокращению продолжительности жизни (табл. 3).

Показано, что наибольшее сокращение продолжительности жизни определяется факторами, формирующими канцерогенные эффекты, величина которых определяется содержанием ХОС. Из полученных данных следует, что приоритетными загрязнителями природной воды (Уводьское водохранилище) являются: фенолы, нефтепродукты, железо и марганец, а питьевой воды - ХОС.

Полученные величины рисков попадают в область недопустимого риска (10"2... 10"4), т.е. необходимо проведение мероприятий, независимо от масштабов финансовых расходов. Так как основной проблемой в системе водоподготовки является образование ХОС при хлорировании воды, а из-за большой протяженности трубопроводов в городе нельзя полностью исключить хлорирование из процесса водоподготовки, то сделать это возможно, заменив хлор на 1-ой ступени хлорирования другим окислителем, в качестве которого предлагается озон, а на 2-ой ступени - хлорирование.

В практике применяется экономическая оценка воздействия окружающей среды на здоровье, которая складывается исходя из стоимости жизни и суммы плат на восстановление здоровья. Поэтому был рассчитан ущерб (У) здоровью населения г. Иваново (406 тыс. чел.) от потребления питьевой воды, прошедшей подготовку, по статистической стоимости жизни (табл. 3) Современное состояние потребляемой населением г. Иванова питьевой воды, приводит к ухудшению его здоровья и, как следствие, сокращению продолжительности жизни (мужчины - 7.7 лет, женщины - 10 лет). Необходимо отметить, что при обработке воды как в ДБР, так и озонированием наблюдается снижение данного показателя.

Таблица 3

Сокращение ожидаемой продолжительности для каждой рассматриваемой группы населения после хлорирования, озонирования и ДБР_

№ Наименование риска ЬЬЕ = Ьх Я

Я, доли отн. ед. Мужчины Женщины

1 Средняя продолжительность жизни, 59.3 72.7

2 Средний возраст населения, год 36.8 43.24

3 — Ожидаемый остаток жизни Ь, год --------------22.5------------- -------------29.24-----------

4 Риск развития неблагоприятных органолеп-тических эффектов (немедленного действия)* 0.001 0.001 0.001 Показатель, характеризующий возникновение неустойчивых отрицательных реакций организма на потреблённую питьевую воду (тошнота, диарея, аллергические реакции и др.). Органолептические показатели немедленного действия в большинстве случаев не приводят к сокращению продолжительности жизни.

1.1.К 0.02 / 0.02 / 0.02 0.03/0.03/0.03

5 Риск развития неблагоприятных орга-нолептических эффектов (хроническая интоксикация)* 0.005 0.003 0.002 Показатель, характеризующий возникновение устойчивых отрицательных реакций организма на потреблённую питьевую воду (приобретенная "глобальная" аллергия, болезни органов дыхания, зрения, анемии органов осязания и др.)

1ХЕ 0.11 /0.07/0.04 0.14/0.09/0.06

6 Риск канцерогенных эффектов* 0.218 0.015 0.016 Показатель, характеризующий возникновение мутагенных и канцерогенных эффектов в организме человека (раковые опухоли, в т.ч. нарушение воспроизводящей функции организма, изменение ДНК и др.)

ЬЬЕ 4.9/0.34/0.36 6.37/0.43/0.47

7 Риск общетоксический (развития хронической интоксикации)* 0.119 0.056 0.288 Показатель, характеризующий развитие у человека заболеваний органов дыхания, эндокринной системы, мочеполовых путей и др.

ЬЬЕ 2.67/1.26/6.5 3.47/1.64 / 8.4

Сокращение ожидаемой продолжительности жизни £ШЕ, год 7.7/1.7/6.9 10/2.2/8.96

Расчет ущерба здоровью населения по статистической стоимости жизни

Ущерб от СПЖ выраженный в денежном эквиваленте, 6/чел 34 691.5 /7 659.2/ 31087.3 36 749.6 /8084.9 /32927.7

У, млрд. е 9.7/2.1 /8.7

Примечание: * - первая цифра - хлорирование; вторая - озонирование; третья - ДБР.

Основные результаты и выводы:

1. Показано, что вода в Уводьском водохранилище в течение всего периода наблюдений может быть охарактеризована по величине ИЗВ как грязная и загрязненная. В воде водохранилища в повышенных концентрациях содержатся (цифры - доли ПДКрХ) БПК5 (от 1.6 до 2), нефтепродукты (от 1.2 до 3.4), фенолы (от 5.1 до 10.2), железо (от 2.6 до 8.8), марганец (от 4.5 до 14), медь (от 3 до 8), цинк (от 1 до 4.5).

2. Определены приоритетные поллютанты из числа исследованных в природной воде (фенолы, нефтепродукты, железо и марганец).

3. Показано, что в воде из централизованного водоснабжения в повышенных концентрациях содержаться фенолы, тетрахлорметан, железо и марганец.

4. Установлено, что на образование хлороформа в питьевой воде при хлорировании природной воды оказывает влияние как наличие растворенных так находящихся в составе взвешенного вещества органических соединений.

5. Показано, что после хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде возрастает в 1.2 - 24 раза, а после озонирования и обработки в ДБР природной воды их содержание уменьшается в не менее, чем в 2 раза, но при этом возрастает содержание в воде альдегидов и азота аммонийного. Следовательно, озонирование, как и ДБР можно применять в качестве одной из ступеней в процессах водоподготовки.

6. Результаты оценки токсичности объектов исследования, полученные расчетным и экспериментальным (биотестирование) методами, показали, что после обработки в ДБР токсичность природной воды снижается в 1.1 и 2 раза соответственно, а после озонирования - в 2.4 и 2 раза.

7. Установлено, что величина риска здоровья населения от употребления воды, основной вклад в который вносят ХОС, попадает в область недопустимого риска (10"2... 10"4).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1. Гриневич, В.И. Очистка природных вод озонированием и в диэлектрическом поверхностно-барьерном разряде / В.И. Гриневич, Т.В. Извекова, H.A. Пластинина, X. Шурэнцэцэг. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2009. - Т.52. - Вып.9. - С. 110-112.

2. Тувшинжаргал, Г. Биологическая модель исследования токсического и мутагенного эффекта загрязнения воды реки Туул / Г. Тувшинжаргал, X. Шурэнцэцэг, Н. Сайжаа. // Журнал "Медицина". 2003. - № 1. - С. 17-21.

3. Шурэнцэцэг, X. Гигиеническая оценка содержания ртути в окружающей среде и здоровье населения / X. Шурэнцэцэг, Н. Сайжаа, Ж. Купул и.др. // Бюллетень Восточно-Сибирского-Научного Центра Сибирского Отделения РАМН. 2005. - № 8. - Вып. 46. - С. 85-86.

4. Купул, Ж. Медико-гигиеническая оценка содержания свинца в окружающей среде / Ж. Купул, ЛНарантуяа, Ж.Халзанхуу, Х.Шурэнцэцэг и.др. // Бюллетень Восточно-Сибирского-Научного Центра Сибирского Отделения РАМН. 2005. - № 8. - Вып. 46. - С. 27-29.

5. Шурэнцэцэг, X. Оценка качества и безопасности питьевой воды / X. Шурэнцэцэг, И. Болормаа, Ш. Энхцэцэг. // Сборник докладов научной конференции "Санитарно-гигиеническая служба-70", Монголия, Улан-Батор, 2004. -С. 50-51.

6. Сайжаа, Н. Химические, физические, биологические факторы риска, влияющие на здоровье населения крупных городов Монголии, их гигиеническая оценка / Н. Сайжаа, Ж. Купул, JI. Нарантуяа, X. Шурэнцэцэг и др. // Сборник докладов научной конференции "Санитарно-гигиеническая служба-70", Монголия, Улан-Батор, 2004. - С. 40-42.

7. Shurentsetseg, Kh. Usage and hygienic assessment of chlorine compounds / Kh. Shurentsetseg, J. Kupul. // Scientific conference "Heritage and innovation of medical sciences in Mongolia", Mongolia, Ulan Bator, 2006. - PP. 38-40.

8. Извекова, T.B. Эффективность фильтров-водоочистителей накопительного типа для удаления остаточных критериальных загрязнителей питьевой воды в г. Иваново / Т.В. Извекова, В.И. Гриневич, X. Шурэнцэцэг. // Материалы 8-го Международного конгресса "Вода: экология и технология" ЭК-ВАТЭК-2008 [электронный ресурс], М.: ЗАО "Фирма СИБИКО Интернэшнл", 2008, "Водоснабжение".

9. Извекова, Т.В. Удаления загрязнителей питьевой воды в г. Иваново при помощи фильтров накопительного типа / Т.В. Извекова, Ю.В. Фролова, X. Шурэнцэцэг. // Материалы VII Региональной студенческой научной конференции с международным участием "Фундаментальные науки - специалисту нового века", Иваново, 2008. - С. 205.

10. Шурэнцэцэг, X. Плазмохимический способ подготовки воды питьевого качества / X. Шурэнцэцэг, В.И.Гриневич, A.A. Гущин, Т.В. Извекова, И.В. Можжухин. // Материалы 89-й ежегодной научно-практической конференции студентов и молодых ученых ИвГМА «Неделя науки-2009», Иваново, 2009. -

11. Дробышева, A.C. Исследование токсичности модельных растворов методом биотестирования / A.C. Дробышева, A.A. Потехина, X. Шурэнцэцэг,

B.И. Гриневич, Т.В. Извекова, A.A. Гущин. // Материалы 89-й ежегодной научно-практической конференции студентов и молодых ученых ИвГМА «Неделя науки-2009», Иваново, 2009. - С. 209.

12. Шурэнцэцэг, X. Подготовка воды питьевого качества методом озонирование / X. Шурэнцэцэг, В.И. Гриневич, Т.В. Извекова, A.A. Гущин, В.А. Калагина. // Материалы 89-й ежегодной научно-практической конференции студентов и молодых ученых ИвГМА «Неделя науки-2009», Иваново, 2009. -

C. 216.

13. Шурэнцэцэг, X. Кинетика очистки воды из водозабора г. Иваново окислительными методами / X. Шурэнцэцэг, В.И. Гриневич. // Материалы VII Региональной студенческой научной конференции с международным участием "Фундаментальные науки - специалисту нового века", Иваново, 2009. - Т. 1.-С. 79.

14. Шурэнцэцэг, X. Озонирование - как метод подготовки воды питьевого качества / X. Шурэнцэцэг, A.A. Гущин, H.A. Кувыкин, В.А. Калагина. // Материалы VII Региональной студенческой научной конференции с международным участием "Фундаментальные науки - специалисту нового века", Иваново, 2009.-Т. 1.-С. 66.

Автор выражает глубокую признательность всему коллективу кафедры "Промышленная экология" за помощь в обсуждении материалов диссертации.

Подписано в печать 23.11.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.печл. 0,93. Уч.-нзд.л. 1,03 Тираж 80 экз. Заказ 1940

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иван >, пр. Ф. Энгельса, 7

С. 213.

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Шурэнцэцэг Хурэлбаатар

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Источники загрязнения питьевой воды

1.2. Основные традиционные методы подготовки питьевой воды и качество воды

Глава 2. МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Физико- географическая характеристика района Уводьского водохранилища г. Иваново

2.1.1. ОНВС - 1 (м. Авдотьино)

2.1.2. ОНВС - 2 (м. Горино)

2.1.3. Общая характеристика системы водоснабжения г. Улан-Батора

2.2. Описание экспериментальной установки

2.3. Методики определения концентраций органических и неорганиче- 47 ских соединений

2.3.1. Взятие проб воды и подготовки к анализу

2.3.2. Инструментальные методы исследования хлорорганические со- 43 единения

2.4. Определение массовой концентрации галогенорганических соеди- 50 нений в воде

2.4.1. Определение хлороформа, четырёххлористого углерода, дихлорэтана, трихлорэтилена, тетрахлорэтилена, бромдихлорметана, дибром- 51 хлорметана, хлористого метилена

2.4.2. Определение хлорорганических пестицидов

2.4.3. Определение хлорфенолов

2.5. Оценка качества и обработка результатов измерений

2.5.1. Жидкостная экстракция

2.5.2. Газовая экстракция

2.6. Определение обобщенных показателей качества воды

Глава 3. КАЧЕСТВО ВОДЫ В УВОДЬСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ

3.1. Основные показатели качества воды в Уводьском водозаборе ^

3.1.1. Изменение показателя рН

3.1.2. Соотношение взвешенных и растворенных веществ в во- 64 доеме

3.1.3. Растворенный кислород 65 ЗЛА. Изменения ПО и БПК

3.1.5. Биогенные элементы

3.1.6. Токсические вещества (фенол, нефтепродукты, тяжелые 74 металлы)

3.1.6.1. Фенол, нефтепродукты

3.1.6.2. Тяжелые металлы

3.1.7. Оценка уровня загрязненности

3.1.8. Хлорированные углеводороды в воде Уводьского водохранилища 30 (водозабор)

3.2. Качество пресных подземных вод

3.3. Влияние атмосферных осадков

3.4. Качество воды г. Улан-Батор

Глава 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ СОДЕРЖАНИЕМ ОСНОВНЫХ-ТОКСИКАНТОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ПОСЛЕ РАЗЛИЧНЫХ СИС- 90 ТЕМ ВОДОПОДГОТОВКИ

4.1. Качество питьевой воды в г. Иванове

4.2. Влияние качества воды в источнике водоснабжения на питьевую воДУ

4.3. Качество воды после альтернативных методов водоподготовки Ю

4.4. Оценка токсичности объектов исследований.

Глава 5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА 120 ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

5.1 Сравнительная оценка риска здоровью населения

5.2. Оценка риска сокращения ожидаемой продолжительности жизни

5.3. Расчет ущерба здоровью населения по статистической стоимости ^28 жизни

Введение Диссертация по биологии, на тему "Качество питьевой воды при различных способах водоподготовки"

Проблема содержания различных органических соединений в питьевой воде привлекает к себе внимание не только исследователей различных областей науки и специалистов водоподготовки, но и потребителей.

Содержание органических соединений в поверхностных водах колеблется в широких пределах и зависит от многих факторов, основным из которых является хозяйственная деятельность человека, в результате которой поверхностные стоки и атмосферные осадки загрязнены разнообразными веществами и соединениями, включая и органические. Определенную роль в загрязнении поверхностных природных вод играют сельскохозяйственные стоки, которые по масштабам локальных поступлений экотоксикантов уступают промстокам, но ввиду того, что они распространены практически повсеместно, сбрасывать их со счета не следует. С сельскохозяйственным загрязнением связывается ухудшение качества поверхностных вод малых рек, а также в определенной степени и подземных вод, связанных на уровне верхних водоносных горизонтов с естественными водотоками.

Сложность проблемы заключается в том, что набор органических загрязнителей, содержащихся в микроколичествах, как в поверхностных водах, так и питьевой воде очень широк и специфичен. Некоторые вещества, такие как пестициды, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), хлорор-ганические соединения (ХОС), включая диоксины, даже в микродозах чрезвычайно опасны для здоровья человека [1]. Одной из главных причин неудовлетворительного качества питьевой воды является повышенное содержание в ней именно хлорированных углеводородов. Это обуславливает их приоритетность наряду с другими опасными экотоксикантами и требует ответственного подхода при выборе технологии водоподготовки, а также приводит к необходимости разработки комплексных, интегральных методов контроля качества объектов окружающей природной среды, в том числе и водных объектов, позволяющих оценить их свойства и возможную опасность.

Кроме того, традиционно применяемые для эколого-токсикологической оценки химико-аналитические методы дают как бы "моментальный снимок" картины загрязненности определенных объектов (вода, почва, донные отложения и т.д.) конкретными токсикантами. Однако они не могут отразить состояние экосистемы в целом, оценить весь спектр загрязнителей и их взаимодействие друг с другом.

Недостатком указанных методов является их высокая трудоемкость, необходимость приобретения высокоточного, дорогостоящего аналитического оборудования. При этом выявление спектра загрязнителей компонентов окружающей среды зачастую не позволяет судить об их токсичности для теплокровных животных и человека. Для многих химических веществ не разработаны гигиенические нормативы (предельно-допустимые концентрации, пороговые дозы и т.п.), по которым можно оценить степень воздействия на человека [2].

Кроме того, гидрохимические и химико-аналитические методы могут оказаться неэффективными из-за недостаточно высокой их чувствительности. Живые организмы способны воспринимать более низкие концентрации веществ, чем любой аналитический датчик, в связи с чем биота может быть подвержена токсическим воздействиям, не регистрируемым техническими средствами. По этим причинам в последнее время все более широко распространяется практика биотестирования воды на тест-объектах для характеристики и оценки ее токсического эффекта [3].

Большинство исследователей давно пришли к выводу, что для определения конкретных причин и источников образования побочных продуктов, необходимо знание состава органических соединений, содержащихся в природных водах, использующихся в качестве источника водоснабжения. Поэтому, в качестве объекта исследования было выбрано Уводьское водохранилище, являющееся главным источником водоснабжения города Иванова (80 % от общего объема водопотребления).

Таким образом, определение концентраций приоритетных поллютантов в источнике водоснабжения, питьевой воде (городской водопровод) и после альтернативных методов водоподготовки (озонирование, ДБР), расчёт риска возникновения канцерогенных и не канцерогенных эффектов у потребителей питьевой воды и определение величины токсичности воды (методом биотестирования) является актуальным. Это и было основной целью данного исследования.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Шурэнцэцэг Хурэлбаатар

выводы

1. Показано, что вода в Уводьском водохранилище в течение всего периода наблюдений может быть охарактеризована по величине ИЗВ как грязная и загрязненная. В воде водохранилища в повышенных концентрациях содержатся (цифры - доли ПДКрХ) БПК5 (от 1.6 до 2), нефтепродукты (от 1.2 до 3.4), фенолы (от 5.1 до 10.2), железо (от 2.6 до 8.8), марганец (от 4.5 до 14), медь (от 3 до 8), цинк (от 1 до 4.5).

2. Определены приоритетные поллютанты из числа исследованных в природной воде (фенолы, нефтепродукты, железо и марганец).

3. Показано, что в воде из централизованного водоснабжения в повышенных концентрациях содержаться фенолы, тетрахлорметан, железо и марганец.

4. Установлено, что на образование хлороформа в питьевой воде при хлорировании природной воды оказывает влияние как наличие растворенных так находящихся в составе взвешенного вещества органических соединений.

5. Показано, что после хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде возрастает в 1.2-24 раза, а после озонирования и обработки в ДБР природной воды их содержание уменьшается в не менее, чем в 2 раза, но при этом возрастает содержание в воде альдегидов и азота аммонийного. Следовательно, озонирование, как и ДБР можно применять в качестве одной из ступеней в процессах водоподготовки.

6. Результаты оценки токсичности объектов исследования, полученные расчетным и экспериментальным (биотестирование) методами, показали, что после обработки в ДБР токсичность природной воды снижается в 1.1 и 2 раза соответственно, а после озонирования — в 2.4 и 2 раза.

7. Установлено, что величина риска здоровья населения от употребления воды, основной вклад в который вносят ХОС, попадает в область недопустимого риска (10"2. 10"4).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Шурэнцэцэг Хурэлбаатар, Иваново

1. Кузубова Л.И., Морозов C.B. Органические загрязнители питьевой воды: Аналит. Обзор / ГПНТБ СО РАН, НИОХ СО РАН. - Новосибирск. 1993.-167 с.

2. Мелеховой О. П., Егоровой Е. И., Евстегнеева Т.И. и др. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия». 2007. 288 с.

3. Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. Проведение токсикологических исследований на дафниях. В кн.: Методы биотестирования качества водной среды. - М.: Изд-во МГУ. 1989. - С. 51 - 62.

4. Руководство по контролю качества питьевой воды. Т.1. Рекомендации. — Питьевая вода-стандарты. Женева: ВОЗ. 1994. — 256 с.

5. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию. М.: Изд-во МНЭПУ. 2001. - 264 с.

6. Мажайский Ю.А. Экологические факторы регулирования водного режима почв в условиях техногенного загрязнения агроландшафтов. -М.: Изд-во МГУ. 2001. 227 с.

7. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. М.: Высшая школа. 2006. - 334 с.

8. Юданова Л.А. Пестициды в окружающей среде. Новосибирск: ГПНТБ СО АН СССР. 1989.-140 с.

9. Ровинский Ф.Я., Воронова Л.Д., Афанасьев М.И. и др. Фоновый мониторинг загрязнения экосистем суши хлорорганическими соединениями Л.: Гидрометеоиздат. 1990. - 270 с.

10. Руководство по контролю качества питьевой воды. Т.1. Рекомендации. — 1. Питьевая вода стандарты 2. Вода — стандарты 3. Качество воды — стандарты 4. Руководство. - Женева: ВОЗ. 2004. — 112 с.

11. Калашникова Е.Г., Арутюнова И.Ю., Горина E.H. Снижение содержания хлорорганических соединений в питьевой воде. // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. -№10 4.1. — С. 11 17.

12. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. -М.: Мир. 1982.-280 с.

13. Слипченко A.B., Кульский JI.A., Мацкевич Е.С. Современное состояние методов окисления примесей воды и перспективы хлорирования. // Химия и технология воды. 1990. Т. 12. - №4. - С. 326 - 349.

14. Бахир В.М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения. // Вода и Экология. 2003. -№1.- С. 13-20.

15. Пупырев Е.И., Миркис В.И., Брасловский Ю.Д., Смирнова H.JI. Современные технологии водоподготовки как фактор обеспечения надежности централизованных систем водоснабжения в России. // Водоснабжение и санитарная техника. 2006. — №1. — С. 10—18.

16. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учеб. пособие для вузов. — М.: Издательство МГУ. 1996. -680 с.

17. Мазаев В.Т., Королев A.A., Шлепнина Т.Г. Коммунальная гигиена. — М.: ГЭОТАР-Медиа. 2005. 304 с.

18. Воронов Ю.В., Алексеев Е.В., Саломеев В.П., Пугачев Е.А. Водоотведение. -М.: ИНФРА-М. 2007. 415 с.

19. Григорьев А.Б., Расе Р. Сравнительная оценка высоко- и низкоконцентрированного гипохлорита натрия для дезинфекции питьевых вод. // Водоснабжение и санитарная техника. 2006. — №10. С. 42 - 46.

20. Кульский JI.A. Основы химии и технологии воды. — Киев.: Наукова Думка, 1991.-564 с.

21. Шевченко М.А., Таран П.Н. Возможности использования хлора для очистки природных и сточных вод. // Химия и технология воды. 1984. -Т.6. № 6.-С. 537-546.

22. Хромченко Я.Л., Рудницкий В.А., Руденко Б.А. Влияние некоторых факторов на процесс образования хлороформа в питьевых водах. // Химия и технология воды. 1982. -Т. 4. -№ 5. С. 428-430.

23. Кузубова Л.И., Кобрина В.Н. Химические методы подготовки воды (хлорирование, озонирование, фторирование): Аналит. Обзор / СО РАН, ГННТБ, НИОХ. Новосибирск. 1996. - 132 с.

24. Красовский Г.Н., Литвинов H.H., Михайловский Н.Я., под общ. ред. Стрижак Е.К. Окружающая среда и здоровье. Москва. 1985. - 127 с.

25. Борзунова Е.А., Кузьмин C.B., Акрамов Р.Л. Оценка влияния качества питьевой воды на здоровье населения. // Гигиена и санитария. 2007. -№3. С. 32-33

26. Кантор Л.И., Харабрин C.B. Некоторые закономерности образования тригалогенметанов при обеззараживании воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. №4. - С. 45 - 47.

27. Янин Е.П. Органические вещества техногенного происхождения в водах городских рек: Экологическая экспертиза: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, ЦЭП, 2004. - № 4. - С. 42-64.

28. Долгоносов Б.М. Проблемы обеспечения качества воды в природно-технологическом комплексе водоснабжения. // Инженерная экология. 2003.-№5.-С. 2-14.

29. Храменков C.B. Стратегия развития водоснабжения и водотведения в г.Москве до 2020 г. // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. №7. - С. 9 - 14.

30. Драгинский B.JI., Алексеева Л.П. Образование токсичных продуктов при использовании различных окислителей для очистки воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. — №2. С. 9 - 14.

31. Богомолов М.В., Коверга A.B., Волков C.B., Костюченко C.B., Кумьменко М.Е., Хан A.C. Международный конгресс озоновых и ультрафиолетовых технологий в Лос-Анджелесе. // Водоснабжение и санитарная техника. 2008. №4. - С. 47 - 53.

32. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование в процессах очистки воды. М.: ДеЛи принт. 2007. - 400 с.

33. Алексеева Л.П., Драгинский В.Л. Озонирование в технологии очистки природных вод. // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. №4. -С. 25-30.

34. Яковлев C.B., Прозоров И.В., Иванов E.H., Губий И.Г. Рациональное использование водных ресурсов. М.: Высшая школа. 1991. — 400 с.

35. Schechter D.S., Singer Ph.C. Formation Of Aldehydes During Ozonation // Ozone Sei. and Engin. 17. 1. 1995.

36. Златопольский B.M., Смоленская T.C. Превращение органических соединений в плазме барьерного разряда. // Химия высоких энергий. 1996.-Т. 30.-№3.

37. Кудряшов C.B., Щеголева Г.С., Сироткина Е.Е., Рябов А.Ю. Окисление углеводородов в реакторе с барьерным разрядом. // Химия высоких энергий. 2000. Т. 34. - №2. - С. 145 - 148.

38. Мешалкин В.П., Койфман О.И., Гриневич В.И., Рыбкин В.В. Методы химии высоких энергий в защите окружающей среды. Уч. пособие. М.: Химия. 2008. - 244 с.

39. Вакуленко В.Ф., Таран П.Н., Шевченко М.Ф. Обеззараживание в воде пестицидов ДНОК озоном. // Химия и технология воды. 1985.-7. № 1. — С. 52-54.

40. Разумовский С.Д., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями. М.: Наука.1974. - 480 с.

41. Кульский JI.A., Гореновский П.Г., Когановский A.M., Шевченко М.А.

42. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды: в 2 ч. —

43. Киев: Наукова думка. 1980. 1206 с. th •45. 17 International Symposium on Plasma Chemistry. August 7-12, Toronto, Canada, 2005.

44. Sun В., Sato M., Clements J.S. Use of a pulsed high-voltage discharge for removal of organic compounds in aqueous solution // J. Phys.D: Appl. Phys. -1999.-V. 32.-№ 15.-P. 1908-1915.

45. Онищенко Г.Г. Эффективное обеззараживание воды- основа профилактики инфекционных заболеваний. // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. -№12.ч.1. С. 8 - 12.

46. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду. М.: Наука. 1986.-367 с.

47. Вуглинский B.C. Водные ресурсы и водный баланс крупных водохранилищ СССР. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. - 222 с.

48. Бокрис Дж.О.М., Цыганков А.П. Химия окружающей среды. М.: Химия. 1982.-672 с.

49. Гапеева М.В., Цельмович O.JI. Биогеохимическое распределение тяжелых металлов в Рыбинском и Куйбышевском водохранилища. // Тр. Института биологии внутренних вод РАН. 1993. — №63. — С. 205 — 224.

50. Коровин Н.Р., Ильин Ю.А. Исторический очерк развития системы водоснабжения города Иванова (1925-2005гг.) 2008. 203 с.

51. ГОСТ Р. 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб. Москва. 2000.

52. Пилипенко Т.Х. Концентрирование следов органических соединений. Сб. науч. трудов. Проблемы аналитической химии. М.: Наука. 1990.С. 191-211.

53. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник.-2-е изд. перер. и доп. -М.: Издательство "Протектор". 1995. 624 с.

54. Лейте В. Определение органических загрязнителей питьевых, природных и сточных вод. М.: Химия. 1975. - 110 с.

55. Кириченко В.Е., Первова М.Г., Пашкевич К.И. Галогенорганические соединения в питьевой воде и методы их определения. // Российский химический журнал. 2002. №4. - С. 19-25.

56. Извекова Т.В. Влияние органических соединений, содержащихся в природных водах, на качество питьевой воды (на примере г. Иванова). Автореферат диссерт. на соискание уч. степени к.х.н. Иваново. 2003.

57. ГОСТ Р. 51392-99. Вода питьевая. Определение содержания летучих галогенорганических соединений газожидкостной хроматографией. — М.: Госстандарт России. 2000. — 16 с.

58. Lerroy J.B., Fressonnet В. Treatment de l'azote organigue dans les eaux potables // Technol. et Sci. Munic.- 1985.- № 2.- P. 79-86

59. ПНД Ф 14.1:2:4.8-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации фенола в питьевых, хозяйственно-бытовых и поверхностных водах методом жидкостной хроматографии.

60. ГОСТ Р. 51209-98 Вода питьевая. Метод определения содержания хлорорганических пестицидов газожидкостной хроматографией.

61. ГОСТ 27384-87. Вода, нормы погрешности измерений показателей состава и свойств. М.: Госстандарт России. 1995. — 10 с.

62. Вода питьевая. Информационный сборник. М.: 1997. - №4.

63. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом Москва. 1997.-12с.

64. ПНД Ф 14.1:2.114-97 Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.

65. ГОСТ 18164-72 Вода питьевая. Метод определения содержания сухого остатка.

66. ПНД Ф 14.1:2:4.128-98. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природной, питьевой и сточной воды флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02», Москва. 1998.

67. ПНД Ф 14.1:2:4.182-02. Методика выполнения измерений массовой концентрации фенолов в пробах природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02», Москва. 2002.

68. ИСО 8467-93. Качество воды. Определение перманганатного индекса.

69. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоёмов. М.: Медицина. 1990. — 399 с.

70. ПНД Ф 14.1:2:112-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации фосфат ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановлением аскорбиновой кислотой. Москва. 1997.

71. ПНД Ф 14.1:2:4.187-02. Методика выполнения измерений массовой концентрации формальдегида в пробах природных, питьевых и сточныхвод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02», Москва. 2002.

72. МУК 4.2.1018-01 Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды.

73. РД-118-02-90. Методическое руководство по биотестированию воды. -М.: 1991.-48 с.

74. РД 52.24.635-2002. Методические указания. Проведение наблюдений за токсическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования.

75. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. — М.: РЭФИА, НИА Природа. 2002. - 118 с.

76. Линник П.Н. Комплексообразующая способность природных вод и методы ее определения. Гидрохимические материалы. Том 6. Мониторинг, самоочищение и математическое моделирование качества воды водных объектов. — JL: Гидрометеоиздат. 1989. - С. 78 - 101.

77. Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А., Виниченко В.Н., Аверочкин Е.М. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы. — М.: Социально-экологический Союз. 2000. -148 с.

78. ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. -М.: Госстандарт России. 1982.

79. Сакевич А.И. Экзометаболиты пресноводных водорослей. Киев: Наук, думка. 1985.- 199 с.

80. Никаноров A.M. Гидрохимия. учеб. пособие. JL: Гидрометеоиздат. 1989.

81. Лапин И.А., Красюков В.Н. Роль гумусовых веществ в процессах комплексообразования и миграции металлов в природных водах. // Водные ресурсы. 1986. -№1. С. 134 - 145.

82. Синельников В. Е. Механизм самоочищения водоемов. М.: Стройиздат. 1980. - 111 с.

83. Эйнор JI.O. Значение высшей водной растительности в самоочищении природных вод. // Проблемы охраны природы.-Байкальск: Изд-во института экологической токсикологии Минбумпрома СССР. 1984. С. 35-37.

84. Долгоносов Б.М., Храменков C.B., Власов Д.Ю., Григорьева C.B. Прогноз показателей качества воды на входе водопроводной станции. // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. — №11. С. 15 - 20.

85. Алекин O.A. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. - 344 с.

86. Методические основы оценки антропогенного влияния на качество поверхностных вод /под.редакцией проф. A.B. Караушева. Ленинград.: Гидрометеоиздат. 1981. — 175 с.

87. Экологическая химия: Пер. с нем./под ред. Ф.Корте. — М.: Мир. 1996. — 234 с.

88. ГОСТ 17.1.2.04-77 Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов.

89. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. — Тольятти ИЭВБ РАН. 2003.-463 с.

90. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов. Справ. Изд/ под ред. В.А. Филова. Л.: Химия. 1989. -732 с.

91. Хендерсон-Саммерс Б., Маркленд Х.Р. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования. — Л.: Гидрометеоиздат. 1990. 278 с.

92. Нормативные данные по предельно-допустимым уровням загрязнений вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. Санкт-Петербург. 1994.- 123 с.

93. Гусакова Н.В. Химия окружающей среды. — Ростов-на-Дону: Феникс. 2004.- 192 с.

94. Бешенцев В.А., Иванов Ю.К., Ястребов A.A. Гидроэкология и гидрохимия пресных подземных вод Ямало-Ненецкого автономного округа. // Инженерная экология. 2004. — №2. С. 2 - 14.

95. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ, изд./под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия". 1989. -732 с.

96. Харабрин C.B. Экологический мониторинг тригалометанов в питьевой воде и воде водоисточника (на примере г.Уфы). Автореферат диссерт. на соискание уч.степени канд.тех.наук. Уфа, 2004.

97. Клюквин А.Н., Зеегофер Ю.О. Питьевая вода из-под земли. // Экология и жизнь. 2001. -№3.- С. 53.

98. Мороков В.В. Природно-экономические основы регионального планирования охраны рек от загрязнения. — JL: Гидрометеоиздат. 1987. -287 с.

99. Чимэдсурэн О. Идентификация соединений образующихся при хлорировании воды, (на примере г.Уланбатор): Автореферат диссерт. на соискание уч. степени к.м.н. Уланбатор. 2002.

100. Директива по качеству питьевой воды Европейского Союза 80/778 ЕС.

101. MNS 900:2005. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды. Санитарные правила и нормы Монголии. 2005. 10 с.

102. Калашникова Е.Г., Арутюнова И.Ю., Смирнов А.Д. Исследование различных методов дезодорации воды при водоподготовке. // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. — №1. — С. 17 — 24.

103. Карпель Вель Лейтнер Н., Аристова H.A., Мокина Т. С., Пискарев И. М. Физические методы генерации химически активных частиц и их применение в экологии. Препринт НИИЯФ МГУ.2001. 16 / 656. -19 с.

104. Гриневич В.И., Извекова Т.В., Костров В.В., Чеснокова Т.А Источники хлорорганических соединений в питьевой воде г. Иванова. // Инженерная экология. 1998. — № 2. С.44.

105. Канцерогенные вещества: Справочник // Материалы международного агентства по изучению рака / Под ред. В. С. Турусова. М.: Медицина. 1987.- 336 с.

106. Sugiarto А.Т., Ito S., Ohshima Т., Sato M., Skalny J.D. Oxidative decoloration of dyes by pulsed discharge plasma in water // J. Electrostatics. -2003.-V. 58.-№ 1-2.-P. 135-145.

107. Чумадова E.C., Шикова Т.Г., Рыбкин B.B., Титов В.А. Образование и гибель активных частиц в жидком катоде под действием разряда атмосферного давления. // Изв. ВУЗов «Химия и химическая технология», 2008. Т. 51. - Вып. 11. - С. 29-32.

108. Прокопов В. А., Мактаз Э. Д., Толстопятова Г. В. Влияние отдельных факторов на образование тригалогенметанов в хлорированной воде // Химия и технология воды. 1993. Т. 15. - № 9/10. -С. 633-640.

109. Якоби В.А. Окисление ароматических соединений озоном. // ЖФХ. 1992. Т. 66. -№ 4.- С. 867-870.

110. Пискарёв, И.М. Окисление фенола частицами ОН», Н, О и 03, образующимися в электрическом разряде. // Кинетика и катализ. 1999. — Т. 40. № 4. - С. 505 -511.

111. Чичирова Н.Д., Евгеньев И.В. Технология озонирования воды и фильтрующих материалов в теплоэнергетике. // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 1999. —№. 2. — С.27—32.

112. СанПиН 2.1.4.1110-02. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

113. М 54 Методические рекомендации. Критерии оценки риска для здоровья населения приоритетных химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М.: Санэпидмедиа, ГУ НИИ ЭЧ и ГОС имени А.Н.Сысина РАМН, Центр Госсанэпиднадзора в г. Москве. 2003. - 56 с.

114. Grosser Z.A., Ryan J.F. // Instrumentation Solutions. 1991. -№ 3. - P.16-21.

115. Ваганов П.А. Человек риск безопасность. — СПб.:Изд-во С.-Петерб.ун-та. 2002.- 160 с.

116. Ивановская область в 2007 году. Статистический сборник. Иваново. 2008.- 481с.