Технология химико-биоцидной обработки воды в зонах чрезвычайной экологической ситуации

Чумакова, Виктория Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Технология химико-биоцидной обработки воды в зонах чрезвычайной экологической ситуации
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Технология химико-биоцидной обработки воды в зонах чрезвычайной экологической ситуации"

На правах рукописи

Чумакова Виктория Николаевна

ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИКО-БИОЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ЗОНАХ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

Специальность: 25.00.36 — Геоэкология по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

003065020

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» на кафедре химии и прикладной экологии и «РАГС при Президенте РФ» на кафедре «Экологии и Управления природопользованием».

Научный руководитель: доктор Технических наук, лауреат

государственной премии РФ Гутенев Владимир Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дмитриев Василий Васильевич

кандидат технических наук, доцент Денисов Сергей Генрихович

Ведущая организация:

Российский государственный гидрометеорологический университет

Защита состоится 2 октября 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, г.Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 30 августа; 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванова И.В.

Актуальность темы. Проблема питьевой воды из региональных вошла в перечень глобальных. Не случайно, ООН провозгласила 2003 год «годом чистой питьевой воды». Для населения России нехватка питьевой воды надлежащего качества фактически стала, по мнению ряда специалистов, де-популяционным фактором.

Особенно большие проблемы возникают при необходимости обеспечения доброкачественной водой населения территорий, пострадавших от стихийных бедствий. Выход из строя систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, основанных на использовании хлора, сложность доставки последнего в условиях разрушения транспортных путей, явно недостаточное количество мобильных и модульных систем водоснабжения, могущих функционировать в чрезвычайных условиях и позволяющих создавать запасы питьевой воды, устойчивой ко вторичному (внешнему) бактериальному загрязнению (что особенно важно в условиях жаркого климата), неизбежно усиливают социально-гигиенические и экологические последствия происшедших ЧС. В результате экологической катастрофы в Юго-Восточной Азии (декабрь 2004 г.) около 5 млн. жителей пострадавших 12 стран оказались практически без питьевой воды. Вышеизложенное требует пристального внимания и у нас в стране: согласно прогнозам Центра стратегических исследований МЧС РФ, первая четверть XXI века для России будет характеризоваться ростом числа природных и техногенных катастроф.

Все это выдвигает необходимость поиска новых химических реагентов для надлежащей подготовки воды питьевого и технологического назначения повышения эффективности традиционных крупнотоннажных, экологически опасных дезинфектантов в сочетании с приемлемой стоимостью и доступностью. Следует добавить к этому перечню и необходимость длительной сохранности питьевой воды, что важно в условиях происшедшей ЧС.

Исследования выполнялись в соответствии с планами НИОКР МЧС России по созданию мобильного комплекса первоочередного жизнеобеспечения пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций (ЧС) в рамках Федеральной целевой программы «Создание и развитие Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях»; работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 04-06-96802).

Цель диссертационной работы - повышение технико-экономической эффективности технологии химико-биоцидной обработки воды на основе использования неорганических активаторов ионной природы (индивидуально, в смеси или в сочетании с известными дезинфектантами) в установках водоснабжения, функционирующих на территориях с напряженной экологической обстановкой.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- выполнить анализ литературных источников, посвященных применению ионных бактерицидов в водной среде, с тем, чтобы с экологических,

санитарно-гигиенических и технико-экономических позиций уточнить критерии их выбора и последующего использования;

- установить кинетические закономерности процесса инактивации тест-микроорганизмов в присутствии ионов меди и серебра, полученных различными способами в широком диапазоне технологических параметров и определить условия и границы эффективного индивидуального применения ионных бактерицидов;

- с учетом требований технико-экономического и эколого-гигиени-ческого характера разработать рецептуры бактерицидных растворов и сухих смесей, обеспечивающих высокий уровень обеззараживания воды и сохранение антибактериальной активности в течение длительного времени;

- установить условия и границы применимости разработанных бактерицидных смесей с крупнотоннажными химическими дезинфектантами (молекулярный хлор и озон), обеспечивающих снижение их доз и уровня экологической опасности;

- разработать рекомендации по применению бактерицидных смесей для повышения эффективности переносных средств водоочистки и мобильных средств опреснения для первоочередного водообеспечения населения, пострадавшего в результате ЧС.

Научная новизна:

- теоретически обоснована и экспериментально установлена высокая бактерицидная активность ионов меди (II), полученных электролизом или растворением соответствующих солей;

- установлены кинетические закономерности обеззараживания воды в присутствии малых (ниже ПДК) концентраций ионов меди и серебра в широком интервале рН и температуры воды, содержащей различные примеси, которые вызывают осадкообразование;

- установлено явление стабилизации бактерицидных и бактериостати-ческих свойств ионов серебра или меди посредством введения аммиака в количестве 5% от стехиометрии;

- высокая антибактериальная активность аммиачных комплексов серебра и меди, сохраняющаяся в течение длительного времени;

- синергетический бактерицидный эффект в сочетании с бактериоста-тической эффективностью, имеющий место при озоно-ионной обработке природной воды.

Практическую ценность результатов работы составляют:

- рецептуры бактерицидных смесей на основе сульфатов и нитратов меди и серебра, характеризующихся высокой активностью и антибактериальным последействием при малой чувствительности к примесям воды, которые переводят ионы серебра в малорастворимое и соответственно малоактивное состояние;

- интенсификация технологии химико-биоцидной обработки воды при меньших дозах используемых основных дезинфектантов, достигаемая реа-

лизацией комбинаций: «хлор-бактерицидная смесь» и «озон-бактерицидная смесь»;

-рекомендации по применению бактерицидных смесей в качестве финишных дезинфектантов в переносных фильтрах очистки воды, мобильных и контейнерных установках опреснения, повышающих эффективность и экологичность их эксплуатации на территориях с кризисной экологической обстановкой или пострадавших в результате ЧС природного или техногенного характера.

На защиту выносятся:

-технико-экономические и экологические критерии подбора бактерицидных препаратов в ионной форме для использования их в технологиях химико-биоцидной обработки воды, реализуемых в условиях ЧС;

-система доказательств целесообразности комбинации традиционных дезинфектантов (хлора и озона) с разработанной бактерицидной смесью, позволяющего снизить их расход и энергозатраты в сочетании со снижением количества поступающих в среду обитания вредных химических веществ;

-эколого-экономическое обоснование направления модернизации носимых и мобильных средств водоочистки и опреснения, позволяющей более эффективно использовать последние в практике первоочередного водоснабжения постарадавшего в результате ЧС населения;

-принципы создания природосберегающих активированных химико-биоцидной технологий обработки воды, основанных на применении веществ, которые, обладая самостоятельной бактерицидной активностью, усиливают таковую основных дезинфектантов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях в НГМА и НВИС (г. Новочеркасск) в 2003 и 2006 г.г., Всероссийской конференции «Экология и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства» (Пенза,2004 г.), Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2005 г.).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, включает 43 таблиц, 27 рисунков. Список литературы включает 210 наименований.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность проф., д.т.н. В.В. Денисову, чье внимание, советы и методическая помощь во многом способствовали появлению данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы его цель и задачи, научная новизна и практическая ценность.

Первая глава содержит аналитический обзор научной и технической литературы, посвященной исследованию антимикробного и вирулицидного

действия ионов некоторых тяжелых металлов (прежде всего серебра, меди и цинка). Отмечены их достоинства (относительно высокая удельная бактерицидная активность при концентрациях ниже ПДК, широкий спектр инакти-вируемых микроорганизмов, подавление развития синезеленых водорослей, физиологическая ценность как микроэлементов, технологическая простота генерации ионов и их последующего применения), а также недостатки (относительная дороговизна серебра, чувствительность его к наличию в воде определенных анионов и др.).

Сделан вывод, что в большинстве случаев ионные дезинфектанты не могут быть использованы в системах централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения в качестве единственных бактерицидных препаратов; наиболее целесообразно использовать их в том или ином сочетании с традиционными химическими окислителями-дезинфектантами (хлор, озон, гипохлориты) и физическими агентами (УФ-лучи, ультразвук, электрическое поле). Поэтому следует искать оправданные в технико-экономическом и эколого-гигиеническом отношении варианты такой комбинации, изучить целесообразность применения ионных дезинфектантов в средствах полевого и сельского водоснабжения, особенно предназначенных для работы на территориях, пострадавших в результате ЧС природного или техногенного происхождения.

При этом следует учесть, что любое вещество после его применения, пройдя те или иные стадии превращения, в конце концов попадает в окружающую человека природную среду, его среду обитания. И здесь важно, чтобы указанное вещество относительно легко «вписалось» в природные компоненты, вошло в пищевые цепи и круговороты элементов. Если же продукт даже самой высокой технологии превратится в ксенобиотик, такая технология должна быть охарактеризована как экологически бесперспективная.

Во второй главе рассмотрены некоторые химико-экологические аспекты получения и применения бактерицидных препаратов на основе ионов серебра (I) и меди (II).

Для сопоставления бактерицидной активности серебросодержащих препаратов различного генезиса, более объективного выбора того из них, который по технико-экономическим показателям наилучшим образом подходит для создания бактерицидной смеси, нами была изучена активность электролитически полученных ионов А§+, нитрата серебра (марки «х.ч.»), сульфата серебра (марки «х.ч.») и аммиачного комплекса серебра (получен при 5% -ном избытке 1ЧНз). Указанные препараты вносились в физиологический раствор (0,9% ЫаС1 в дистиллированной воде), что поддерживало жизнедеятельность тест-микроорганизмов Е.соН (последние во всех опытах имели одинаковое число ~10б кл/см3). В качестве генератора ионов серебра использовали прибор (ионатор) заводского изготовления ЛК-31, электроды которого изготовлены из серебра Ср 999,9. Предварительно посредством химического анализа была построена кривая зависимости выхода ионов серебра (СА„+) от времени электролиза (т).

Требуемые для исследований концентрации Ag+(0,05;0,l;0,25 и 1,0 мг/л) достигались посредством перенесения определенного объема серебро-содержащего препарата в воду с микроорганизмами (при необходимости производилось разбавление бидистиллятом). Контроль за содержанием серебра в растворе производили дитизоновым методом в трехкратной повтор-ности с получением среднего значения.

Основные результаты исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость бактерицидной активности препаратов от содержания в них Ag+

различного генезиса

Препарат Скорость отмирания микроорганизмов при содержании Ag+, мг/л

0,05 0,1 0,25 1,0

Кср К уд кс„ Куд Кю Куд КСр Куд

Электролитически полученные ионы Ай+ 0,08 1,5 0,11 1,10 0,14 0,5 0,25 0,25

Нитрат серебра 0,07 1,35 0,08 0,8 0,13 0,5 0,22 0,22

Сульфат серебра 0,06 1,25 0,07 0,7 0,11 0,44 0,13 0,13

Аммиакат серебра 0,05 1,04 0,08 0,8 0,13 0,52 0,14 0,14

*- в расчете на 1 мг дезинфектанта

Согласно полученным данным, удельная бактерицидная активность убывает в ряду

[Ае+]электролиз> [Ад+]леМ03 > [Ав+]ай504 > [А£+][Ае(Ы1ЬЬГ

Отмеченный факт наибольшей бактерицидной активности свежеприготовленных электролитических ионов серебра соответствует данным, полученным ранее академиком Л.А.Кульским.

Далее проведена сравнительная оценка бактерицидной активности медьсодержащих препаратов, полученных различными способами. В качестве испытуемых были взяты ионы меди (II), полученные электролитическим путем, Си(ЫОз)г • ЗН20, Си504 и аммиачный комплекс (5% избытка ИНз от стехиометрии). Дозы указанных дезинфектантов подбирались таким образом, чтобы содержание Си2+ составляло во всех опытах 0,5 мг/л (0,5 ПДК); концентрация Е.соН - 104 кл/л, температура 20 ± ГС. Результаты исследований представлены на рис. 1.

Установлено также, что отличаются наибольшей активностью электролитически полученные ионы меди. Однако через 40 мин экспозиции (выдержки) этот показатель становится одинаковым и у ионов меди из трех-водного нитрата меди. Через 2 часа экспозиции значения бактерицидной активности (а значит Кср и Куд) для всех испытуемых препаратов достигают практически одинаковых значений.

Рис. 1 - Сравнительная бактерицидная активность ионов меди:1-Си2+(электролиз); 2- Си2+ (из Си(М0з)2-ЗН20); 3- Си2+ (из Си804); 4- Си2+ (аммиачный комплекс)

Полученные результаты указывают на необходимость определения условий существования изученных дезинфектантов (особенно серебра) в ионной форме как наиболее активной в бактерицидном отношении. Такие исследования необходимо провести по следующим соображениям. Во-первых, с целью минимизации экономических затрат, так как некоторые из металлов (прежде всего серебро) являются дорогостоящими материалами. Во-вторых, при обнаружении синергетического эффекта при совместном применении некоторых из ионов появится возможность снижения количеств каждого из них, что весьма важно с санитарно-гигиенической и эколого-экономической позиций.

Выполненные исследования по влиянию ряда ионных примесей воды на бактерицидные свойства катионов серебра и меди позволяют сделать заключение о границах их применимости как бактерицидных агентов. Так, при относительно малых концентрациях таких анионов, как СГ, 8042", НСОз' предпочтительно применять для целей обеззараживания катионы А§.+ При больших концентрациях (на уровне ПДК) БО/' и СГ более целесообразно использовать катионы Си2+. При наличии заметных количеств таких примесей, как Б2", У и Вг" применять в качестве индивидуальных дезинфектантов катионы Ац+ и Си2+ представляется неэффективным. Катионы- примеси воды, такие как Са2+, ЫН/, Бе2+ и Ре3+, несколько снижают бактерицидную активность ионов серебра и меди, поэтому целесообразно использовать последние в качестве консервантов для обеспечения бактериальной устойчивости жестких вод или подземных, где возможно наличие повышенных концентраций ионов железа и аммония.

Температура и рН воды являются важными параметрами, определяющими эффективность технологии химико-биоцидной обработки воды. В результате выполненных исследований выявлено существенное увеличение бактерицидной активности ионов серебра и меди (в концентрациях ниже ПДК) с ростом температуры в интервале 1-40 °С. В первую очередь это можно объяснить соответствующим повышением концентрации бактерицидно активных ионов.

При изучении влияния pH воды на активность ионов Ag+ и Си2+ установлено, что заметное воздействие указанного параметра проявляется в интервале от 3 до 6 единиц; дальнейший его рост мало влияет на антибактериальные свойства дезинфектантов.

Третья глава посвящена разработке бактерицидных смесей пролонгированного действия и изучению их свойств в различных условиях.

Во многих случаях (полевое водоснабжение людей и животных, необходимость создания запасов питьевой воды с большим сроком хранения, чрезвычайные ситуации, обусловленные природными и техногенными катастрофами, и т.д.) важно иметь в наличии готовые к употреблению бактерицидные препараты, которые могли бы быть быстро использованы по назначению, особенно при угрозе распространения массовой инфекции водным путем.

Ныне имеются готовые бактерицидные препараты, выпускаемые в виде порошков или относительно концентрированных растворов. В основном они содержат хлорсодержащие препараты, поэтому обработанная ими вода приобретает (особенно при передозировке) неприятные вкус и запах.

Среди требований (кроме органолептических), которые предъявляются к таким дезинфектантам, основными, на наш взгляд, должны быть следующие:

-бактерицидная активность и широта спектра уничтожаемых нежелательных микроорганизмов;

-длительность бактерицидного последействия, повышающая уровень эпидемической надежности процесса;

-дозы применяемых дезинфектантов не противоречат установленным эколого-гигиеническим требованиям и показателям качества вод;

-отсутствие деструкции и трансформации химического состава обработанной воды, токсического воздействия в перспективе на живые компоненты биосферы;

-возможность длительного хранения препарата без существенного ухудшения основополагающих свойств.

Нами разработаны и изучены: 1) «сухая» бактерицидная смесь на основе порошков солей серебра и меди; 2) водный раствор солей, содержащих серебро и медь в определенных соотношениях.

Для выяснения характера бактерицидной активности как индивидуальных ионных дезинфектантов, так и их смеси, был поставлен отдельный эксперимент. Опыты проводили с инфицированной водой (104 кл/см3) при 20°С±1°С. Концентрации ионов серебра варьировали в интервале 0,005 ^ 0,02 мг/л (получали растворением соответствующей навески Ag2SO<t), ионов меди 0,1 + 1,0 мг/л (растворяли навеску CUSO4).

Исследования выявили высокие бактерицидные и бактериостатиче-ские свойства индивидуальных и смесевых дезинфектантов, при этом смесь существенно превышает по активности отдельно взятые ионы серебра (I) и

меди (И). Расчет на ЭВМ указывает на появление синергетического бактерицидного эффекта.

Следующим этапом явилось исследование бактериостатических свойств смеси ионных дезинфектантов. Опыты проводили с предварительно прокипяченной водой из р.Аксай, которую по охлаждении до 20°С инфицировали тест-микроорганизмами Е.соН (103 кл/л). Далее в воду ввели бактерицидную смесь (0,02 мг/л А§+ и 0,5 мг/л Си2+). Периодически (как правило, через сутки) отбирали пробу на бактериологический анализ. Через 3 и 7 суток хранения воду инфицировали путем введения тест-микроорганизмов из расчета 102 кл/л. Результаты исследования показаны на рис. 2.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Т, сутки

Рис. 2 - Бактериостатическая эффективность (1) смеси ионных дезинфектантов (2 - безопасный уровень, коли-индекс равен 3)

Как следует из полученных данных, смесь ионных дезинфектантов обеспечила воде высокую сопротивляемость бактериальному загрязнению. Несмотря на введение тест-микроорганизмов извне, в течение суток произошла их инактивация, и вода оставалась длительное время безопасной в бактериологическом отношении.

Из материалов предыдущей главы следует, что в наибольшей степени подавляет бактерицидную активность ионов серебра присутствие в обрабатываемой воде анионов СГ(из-за образования малодиссоциирующих и потому бактерицидно малоактивных молекул А§С1). Напротив, на свойства Си2+присутствие СГ влияет относительно слабо. Исходя из вышеизложенного, было важно в практическом аспекте изучить бактериостатические свойства ионной смеси в отношении воды с повышенным содержанием анионов хлора (-1).

Соответствующие эксперименты провели идентично предыдущим, но в природную воду ввели навеску №С1 с тем, чтобы концентрация хлорид-ионов достигла 0,72 г/л (чуть больше 2 ПДК). Из анализа полученных данных следует, что и в этом случае бактерицидная смесь, включающая ионы серебра и меди (причем в количествах, меньших их ПДК), обеспечила воде высокую устойчивость против внешнего заражения. Тем самым, несмотря на снижение концентрации бактерицидно наиболее активных ионов А§+, второй компонент - ионы Си2+ - как бы принял на себя дополнительную нагрузку. Аналогичные результаты были получены и при температурах 35 -

37°С, являющихся наиболее благоприятными для развития микроорганизмов. Это можно объяснить тем, что в данных условиях увеличилась степень диссоциации солей серебра и меди, что, естественно, привело к возрастанию и концентрации бактерицидно активных ионов Ag и Си . Все это свидетельствует о целесообразности применения смеси ионов серебра и меди при повышенных температурах, при которых традиционные дезинфек-танты - хлор, озон - снижают свою бактерицидную активность.

Разработана сухая бактерицидная смесь на основе сульфатов и нитратов серебра и меди. Установлены их высокая бактерицидная активность и способность сохранять её в течение длительного периода. По рассчитанным технико-экономическим показателям процесса обеззараживания воды выявлена предпочтительность смеси на основе сульфатов серебра и меди (табл. 2).

Таблица 2

Ингредиенты сухой бактерицидной смеси £ * я о ■ и к •ономичес о4 К о о о а сз и а о и я Масса ингредиентов § (г) в 1 кг смеси о я а ы » "1 Стоимость 1 кг сме- я си, руб -л а л 3 Количество смеси я для обеззаражива-^ ния 1 м3 воды, г |£ бактерицид О Й 3 * £ У п о 2« « § ° ^ и « « Ч Я * ч я в Объем воды, обезза-» раживаемой 1 кг | смеси, м3 я

Аё2$04 СиБС^ 2,23 97,77 22,3 977,7 854,25 1,28 1,1 -780

AgNOз Си(Ж)з)2-ЗН20 1,64 98,36 16,4 983,6 652,6 1,92 1,24 -520

*Пранс- лист (05.2004 г). Изд-во НПП «ЭКОНИКС» (Институт электрохимии

РАН (ИЭЛРАН))

Из данных табл. 2 следует, что получение смеси на основе сульфатов серебра и меди требует меньших затрат на приобретение соответствующих ингредиентов, что, в свою очередь, уменьшает себестоимость обработки воды.

Разработаны рецептуры концентрированных бактерицидных растворов на основе ионов серебра и меди, характеризующихся высокой бактерицидной активностью и экологичностью применения. Установлена возможность стабилизации дезинфицирующих свойств указанных растворов путем введения небольших количеств аммиака.

Изучение влияния сроков хранения аммиачно-сульфатных и аммиач-но-нитратных растворов комплексов серебра и меди на их активность вы-

явило сохранение этого показателя в течение 20-30 суток на уровне более 80% от исходного значения.

Проведен расчет количеств исходных ингредиентов для получения аммиачно-сульфатных и аммиачно-нитратных комплексов серебра и меди, необходимых для обеззараживания заданных (в пределах от 1 до 5000 м ) объемов природной воды.

В четвертой главе приведены результаты исследования применения ионных бактерицидных смесей для повышения эффективности традиционных дезинфектантов (хлора и озона).

В современной России хлорирование является наиболее распространенным способом обеззараживания природной воды из различных источников. Однако ему присущ и ряд существенных недостатков, в частности токсичность и взрывоопасность хлора, образование в обрабатываемой воде экологически опасных соединений, снижение эффективности при повышенных температурах, а также относительно малое время бактерицидного последействия. В то же время следует подчеркнуть, что отказ от хлора в ближайшие десятилетия невозможен, что связано, прежде всего, с экономическим положением страны. Поэтому следует искать пути повышения эффективности хлорирования в сочетании с минимизацией экологического ущерба, наносимого его применением.

При изучении совместного действия хлора и ионной смеси использовали природную предварительно простерилизованную воду р.Аксай, в которую далее ввели тест-микроорганизмы Е.соН в количестве 105 кл/см3. Концентрация хлора составила 1,5 мг/л и 1,0 мг/л, концентрация ионных дезинфектантов была 0,01 мг А§7л и 0,25 мг Си2+/л (при первой концентрации хлора) и 0,02 и 0,5 мг/л (при второй). Опыты проводили при 20°С, в 4-х кратной повторности. С целью оценки эффекта, который мог быть при со-четанном применении хлора и бактерицидной смеси при обеззараживании воды, рассчитывали параметр Т/Е для каждого исследуемого интервала времени. Результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3

Эффект совместного бактерицидного действия хлора и ионной смеси

Время экспозиции, Расчетные показатели процесса обеззараживания воды при действии дезинфектантов

мин 1,5 мг СЬ/л + смесь 1,0 мг С^/л + смесь

(0,01 мг Ag+/л+0,25 мг Си2+/л) (0,02 мг Ая+/л+0,5 мг Си2+/л)

Т/Е Р,% Т/Е Р,%

20 8,0 80-90 6,0 60-80

40 10,0 90-95 11,6 90-95

60 11,2 98-99 18,7 80-90

80 12,5 60-80 22,1 85-95

100 13,0 40-60 27,6 60-80

120 19,4 90-95 42,6 90-95

140 22,4 98-99 - 80-90

Анализ данных табл. 3 выявляет закономерный рост значения параметра Т/Е для всех изученных сочетаний хлора и бактерицидной ионной смеси во всех интервалах времени экспозиции. Так как значение Т/Е существенно больше 1, причем с достаточно высокой достоверностью (Р), можно утверждать о возникновении бактерицидного синергетического эффекта при совместном использовании исследуемых дезинфектантов. Все это свидетельствует в пользу комбинирования хлора и ионных бактерицидов (СиБОд + Ag2S04 или Си(>ТОз)2 -ЗН20 + АцЫ03) для практики обеззараживания воды. При этом достигается высокая степень инактивации микроорганизмов за более короткий промежуток времени, чем при использовании каждого препарата в отдельности. Существенным является и то обстоятельство, что одновременно можно снижать дозу наиболее опасного в эколого-гигиеническом отношении бактерицидного препарата, каким является хлор.

Следует к сказанному добавить еще одно важное обстоятельство. Водопроводная хлорированная вода имеет бактериальную устойчивость не более 2 суток, после чего наблюдается рост числа микроорганизмов. Что касается воды, содержащей бактерицидную смесь (0,5 мг Си,+/л + 0,02 мг Ад+/л), она характеризуется выраженной способностью активно «сопротивляться» внешнему бактериальному загрязнению: после двойного (через 6 и 12 суток) искусственного инфицирования такой воды содержание микроорганизмов по истечении 2 суток вновь снижается до безопасного уровня.

Озон, как известно, признается более эффективным и перспективным, нежели хлор. Однако отсутствие у озона бактерицидного последействия, частая удаленность потребителей от очистных сооружений водопровода, изношенность труб распределительных сетей заставляют в ряде случаев применять хлорирование воды после её озонирования. Тем самым недостатки последнего (высокие энергозатраты, генотоксическая активность некоторых продуктов озонирования воды и др.) усугубляются недостатками хлорирования.

На основании вышеизложенного актуальны проблемы уменьшения дозы озона на обработку единицу объема воды (технико-экономический аспект), обеспечение прошедшей озонирование воде способности длительно противостоять внешнему бактериальному загрязнению (без введения хлора или с минимально необходимым количеством его) и, наконец, снижения поступления остаточного озона в среду обитания.

На первом этапе исследований изучалась возможность увеличения устойчивости воды, прошедшей обработку озоном (0,5 мг/л, это рекомендуемая концентрация остаточного озона в воде на входе в распределительную сеть), ко внешнему бактериальному загрязнению. Для этого через 2 ч после обработки воды озоном, когда последний в воде уже аналитически не определялся, её разделили на 2 части. Первая осталась на контроле, а во вторую ввели бактерицидную смесь из расчета 0,02 мг Ag+/л и 0,5 мг Си2+/л. Температура воды составляла 20°С ± 0,2°С, бактериологический анализ проводился через каждые сутки. В пробу воды, содержащей ионы серебра и

меди, периодически, через 1, 5 и 10 суток экспозиции, вводили около 10 кл/л тест-микроорганизмов. Результаты испытаний представлены на рис. 3.

Как следует из полученных данных, вода, прошедшая только озонирование, уже на вторые сутки хранения перешла порог бактериальной безопасности (кривая 1), т.е. коли-индекс превысил 3. Напротив, вода с ионами серебра и меди (кривая 2) приобрела высокую антибактериальную устойчивость: несмотря на её периодическое заражение (инфицирование), введенные тест-микроорганизмы были довольно быстро инактивированны, и коли-индекс не превышал порог 3 в течение 14 суток испытаний.

Рис. 3 - Антибактериальная устойчивость воды, прошедшей обработку: 1-только озоном; 2-озоном и ионным бактерицидом; З-бактериалыю безопасная вода (коли-индекс 3); 4-озон с последующим (через 2 ч) введением хлора.

Таким образом, сочетание озона с ионами серебра и меди (в концентрациях последних ниже ПДК) устраняет один из основных недостатков озона — отсутствие бактерицидного последействия. Более того, появляется возможность исключить экологически опасный хлор как финишный дезин-фектант. Об этом свидетельствует характер кривой 4 рис. 3.

Учитывая обнаруженный синергетический эффект при совместном использовании Ag+ и Си2+, представляло интерес исследование перспектив сочетанного действия озона и смеси указанных ионных дезинфектантов.

В реактор помещали водную суспензию тест-микроорганизмов с концентрацией 10 кл/см3, далее подавали озон с тем, чтобы его содержание в воде было 1 мг/л, после чего определяли число выживших микроорганизмов. Аналогично проводили опыты с ионным бактерицидом (0,02 мг Agin и 0,5 мг Си2+/л) для определения бактерицидной активности. Наконец, в тех же условиях изучали совместное действие озона и ионного бактерицида. Температура воды составляла 19°С ± 0,1 °С, остальные параметры были оставлены прежними.

Как следует из полученных данных, в узком временном интервале (035 мин) бактерицидная активность ионной смеси заметно ниже, нежели у озона. В дальнейшем отставание становится менее выраженным. Что касается сочетанного действия озоно-ионной смеси, её позитивное проявление

наблюдается начиная со времени экспозиции 10 мин, а по истечении 35 мин число погибших микроорганизмов увеличивается почти на порядок по сравнению с действием только озона. Очевидно, что это обусловлено усилением воздействия ионных бактерицидов с течением времени. Расчет параметра Т/Е с высокой достоверностью указывает на возникновение бактерицидного синергетического эффекта в случае применения комбинации (03+АВ+ + Си2+).

б 10 15 20 25 30 35 60 65 70 Т, МИН

Рис. 4 - Бактерицидная активность при 19°С: 1 -озон (1 мг/л); 2- озон (0,7 мг/л +ионный дсзннфектант (0,02 мг Ag+/л + 0,5 мг Си2+/л))(колнчество Е.соН-10 кл/см3).

Как следует из рис. 4 (кривая 1), до достижения времени экспозиции 25 мин активность, проявляемая дозой 1 мг Оз/л, несколько выше таковой отмеченной для смеси. Однако в дальнейшем бактерицидная активность комбинации, в которой доза озона снижена на треть (кривая 2) превышает этот показатель для озона с дозой 1 мг/л, благодаря действию ионных де-зинфектантов. Это особенно заметно при экспозиции 60 мин и более.

Весьма наглядно проявляется преимущество такого сочетания при повышенных температурах.

В пятой главе приведены результаты исследования возможности применения ионной бактерицидной смеси для повышения эффективности средств очистки, доставки и хранения воды, применяемых на территориях с чрезвычайной экологической обстановкой, обусловленной, в частности, природными и техногенными катастрофами. При этом часто выходят из строя системы жизнеобеспечения и резко возрастает риск массовых инфекций, распространяемых водным путем.

В подобных случаях для первоочередного обеспечения пострадавшего населения питьевой водой подключаются специальные подразделения МЧС РФ, а также МО РФ. И те и другие используют типовое оборудование, в т.ч. переносные средства водоочистки, которые после доставки и развертывания работают в стационарном режиме. В случае неудовлетворительного качества воды в природных источниках применяют передвижные опреснительные установки (ПОУ). При этом большинство переносных и мобильных средств водоочистки, а также ПОУ не предусматривают длительного хранения полученной воды и соответственно не имеют в штате бактери-

цидных препаратов длительного действия. Это обстоятельство, препятствуя созданию запасов защищенной от внешнего бактериального загрязнения воды, может быть причиной распространения водных инфекций.

В результате выполненных исследований и расчетов разработаны рекомендации по применению сухой бактерицидной смеси в переносных фильтрах очистки воды (ТУФ-200, ПФ-200, ПВУ-300, НФ-30, НФ-45), предназначенных для полевого водоснабжения воинских подразделений, а также населения территорий, подвергшихся воздействию природных и техногенных катастроф. Смесь рекомендуется вводить в резервуар для очищенной воды, предварительно растворив порошок в 1 л воды. Доза сухой смеси в расчете на 100 л составляет 0,12 г (сульфатная смесь) или 0,17 г (нитратная).

Как известно, из-за выхода из строя систем водоснабжения на территориях стран Юго-Восточной Азии, пострадавших от цунами в декабре 2004 г., туда в порядке оказания гуманитарной помощи были поставлены (в т.ч. и Россией) много установок по опреснению морской воды. Опресненная вода может легко вновь подвергнуться бактериальному загрязнению (при перевозке, хранении), особенно при повышенных температурах. Поэтому она, как правило, перед отпуском потребителю должна снова пройти дополнительное обеззараживание тем или иным способом. Так, на станции СКО - 1,5/0,8 - 1К (разработана ЗАО «Полимерфильтр») опресненная вода подвергается обработке УФ-лучами сплошного спектра, возможно также введение хлорсодержащих препаратов.

В табл. 4 приведены некоторые тактико-технические характеристики ряда станций опреснения, а также их потребности в бактерицидной ионной смеси.

Таблица 4

Потребности станций опреснения воды в бактерицидной смеси

Тип станции для опреснения воды Средняя производи- Доза смеси в расчете на 1 ч работы, г Годовая потребность (3000 ч работы), кг Стоимость * бактерицидной смеси на год ра боты, тыс.руб

тель- ность, м3/ч сульфатной нитратной сульфатной нитратной сульфатной нитратной

ПОУ-4 0,3 0,38 0,58 1,14 1,728 0,974 1,128

ОПС 2,0 2,56 3,84 7,68 11,52 6,56 7,52

ОПС-5 3,5 4,48 6,72 13,44 20,16 11,48 13,16

СКО-10/4 4,0 5,12 7,68 15,36 23,04 13,12 15,04

СКО-18-4Б-2 5 6,4 9,6 19,2 28,8 16,40 18,79

СКО-8/5 5 6,4 9,6 19,2 28,8 16,40 18,79

СКО-8/2,5 3,5 4,48 6,72 13,44 20,16 11,48 13,16

* - цена рыночная

Из анализа данных табл. 4 следует, что стоимость смеси в расчете на 1 м3 опресненной воды составит: сульфатной - 1,08 руб. и нитратной - 1,25 руб. Эти расходы относительно невелики, если учесть, что стоимость 1 м3 опресненной воды, полученной, например, на станциях СКО-8/5 и СКО-8/2,5, составляет (с учетом обеззараживания) 34,8 72,5 руб и 81,2 ^ 116 руб соответственно.

Применение бактерицидной смеси в качестве финишного дезинфек-танта в технологиях опреснения способствует повышению бактериальной устойчивости питьевой воды, созданию ее запасов для длительного хранения и повышает тактико-технические характеристики соответствующих установок.

Для подвоза воды, полученной в полевых условиях, используются табельные резервуары (типа РДВ), автоцистерны, фляги и другая тара. С целью длительного хранения воды могут использоваться стационарные резервуары самой различной вместимости (до десятков тысяч м3).

Нами разработаны рекомендации по применению ионной бактерицидной смеси для длительного хранения воды, находящейся в автоцистернах и стационарных резервуарах различного объема.

Резервуары для воды: РДВ - 12 (0,015/0,023); РДВ - 100 (0,13/0,20); РДВ - 1500 (2,46/2,88); РДВ - 5000 (6,4/9,6). Здесь цифра означает вместимость в л, в скобках числитель - количество сульфатной, знаменатель -нитратной смеси, г.

Автоцистерны: АЦПТ - 5 (5000 л) - 6,4/9,6; АЦПТ - 4,1 (4100 л) -5,2/7,9; АВЦ- 1,7 (1700 л) - 2,2/3,3; ПЦПТ - 1,2 (1200 л) - 1,5/2,3; ЦВ - 1,2 (1200 л) - 1,5/2,3; ЦПТ - 0,4 (350 л) - 0,45/0,7; ЦВ - 4 (350 л) - 0,45/0,7; модуль - цистерна МЦ 43106 - 5,5 (5500 л) - 7/11.

Введение расчетного количества порошка (предварительно растворенного) целесообразно производить в момент заполнения цистерны; в процессе движения будет происходить дальнейшее перемешивание.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Изучено антимикробное и вирулицидное действие ионов Си2+, А§+ и 2п+2 различной концентрации в системах питьевого и оборотного водоснабжения, а также рассмотрены с экологических позиций технологии обеззараживания воды, включающие применение указанных ионов.

Показано, что их применение при концентрациях ниже установленных ПДК, относительно безвредно для окружающей природной среды; в то же время их поступление в природные водоемы будет подавлять развитие синезеленых водорослей, обусловливающих биологическое загрязнение и существенное ухудшение качества воды. С другой стороны, при соответствующих концентрациях ионы Си+2, Ag+ и Ъп2, являясь незаменимыми микроэлементами, повышают физиологическую ценность содержащей их воды для человека, животных и сельскохозяйственных растений (при проведении поливов).

2.Изучены химико-экологические аспекты получения и применения бактерицидных препаратов на основе ионов серебра, меди и цинка. В результате экспериментов установлено:

- наибольшей бактерицидной активностью обладают электролитически полученные катионы;

- определены условия и границы эффективного индивидуального применения ионных дезинфектантов;

- в отличие от традиционных дезинфектантов (хлора и озона) ионы указанных металлов сохраняют свою высокую бактерицидную активность при концентрациях ниже ПДК в широком диапазоне рН и при относительно высоких температурах;

- обнаруженный синергизм бактерицидного действия при сочетании ионов меди (II) и серебра (I) открывает перспективы технологий бактерицидных смесей на их основе.

3.На основании разработанных критериев произведен отбор исходных ингредиентов для получения ионной бактерицидной смеси, которую по технико-экономическим и эколого-гигиеническим показателям можно применять для обеззараживания питьевой воды на территориях с чрезвычайной экологической ситуацией.

Разработаны рецептуры сухой и жидкой бактерицидной смесей на основе сульфатов и нитратов меди и серебра. Их исследование показало:

- высокая бактерицидная активность и антибактериальное последействие проявляется при концентрациях ионных ингредиентов ниже ПДК;

- бактерицидная активность смесевых дезинфектантов в значительно меньшей степени чувствительна к примесям воды, которые переводят серебро в малорастворимое и соответственно малоактивное состояние;

- введение небольших (5-10% от стехиометрии) количеств аммиака в концентрированный бактерицидный раствор стабилизирует активность последнего и позволяет обеспечить достаточно длительное (20-30 суток) хранение дезинфектанта.

4.С технико-экономических и эколого-гигиенических позиций обоснована целесообразность комбинирования разработанных сухих и жидких бактерицидных смесей с широко применяемыми дезинфектантами: жидким хлором и озоном.

Указанное сочетание обеспечивает достижение большей глубины обеззараживания воды при одновременном снижении дозы основного дезинфектанта, а также придает воде длительную устойчивость к внешнему бактериальному загрязнению. Показано преимущество комбинаций «озон-ионная смесь» и «хлор-ионная смесь» при повышенных температурах, когда активность хлора и озона снижается из-за уменьшения растворимости.

5.На основании выполненных экспериментов и проведенных технико-экономических расчетов разработаны рекомендации по применению:

- сухой бактерицидной смеси в переносных фильтрах очистки воды, используемых для первоочередного обеспечения водой населения территорий, пострадавших в результате чрезвычайных ситуаций;

- ионных бактерицидных смесей в качестве финишных дезинфектан-тов в технологиях водоподготовки и опреснения, реализованных в мобильных и контейнерных установках;

- бактерицидной смеси для обеспечения эпидемиологической безопасности воды, перевозимой в цистернах, а также находящейся в резервуарах длительного хранения.

Результаты диссертационной работы использованы в проектно-конструкторской деятельности ЗАО «Полимерфильтр» при модернизации станции комплексной очистки и опреснения воды, созданной в рамках ОКР по разработке и созданию мобильного комплекса технических средств первоочередного обеспечения пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций (заказчик - МЧС России).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Денисова И.А., Гутенев В.В., Чумакова В.Н. Повышение эффективности применения бактерицидных УФ-лучей в системах обеззараживания воды // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2004. - №6. -С.117-122.

2. Ажгиревич А.И., Денисова И.А., Чумакова В.Н., Денисов В.В. Инактивация микроорганизмов в условиях высоких температур и сочетан-ного воздействия УФ-лучей и бактерицидных ионов // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. - Новочеркасск, 2004. — Прил. 9. - С. 171-174.

3. Чумакова В.Н. Современные методы обеззараживания воды

// Мелиорация антропогенных ландшафтов: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.20. - Новочеркасск, НГМА. 2004. - С.171 -174.

4. Денисов В.В., Гутенев В.В., Чумакова В.Н., Хасанов М.Б. Усиление бактерицидных и бактериостатических свойств озона сочетанием с ионами серебра или меди // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. -Т.22. - Новочеркасск, НГМА. 2004. - С. 174-182.

5. Гутенева E.H., Чумакова В.Н., Денисов В.В., Викулов И.М. Критерии выбора технологии обеззараживания природных вод в условиях ЧС // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.22. - Новочеркасск, НГМА. 2004. - С.160-174.

6. Гутенева E.H., Чумакова В.Н., Денисов В.В. Принципы подхода к выходу дезинфектантов для обеззараживания воды // Экология и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства: Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза, 2004. -С.66-67.

. 7. Денисова И.А., Чумакова В.Н., Кондратова C.B., Денисов В.В. Доступные формы микроэлементов с питьевой и оборотной водой // проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовксий сборник научных трудов. - Т.21. - Новочеркасск, НГМА, 2004. -С.160-174.

8. Денисова И.А., Гутенева E.H., Чумакова В.Н. Экологически приемлемые технологии неорганических бактерицидов и их применение в ЧС // Экология и безопасность жизнедеятельности: Сб. материалов IV международной научно-практической конференции. - Пенза, 2004. — С.35-36.

9. Ажгиревич А.И., Чумакова В.Н., Денисов В.В. Усиление бактерицидных и бактериостатических свойств УФ-лучей сочетанием с ионами некоторых металлов // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. — Т.22. -Новочеркасск, НГМА, 2004. - С.183-192.

10. Гутенев В.В., Денисова И.А., Чумакова В.Н. Изучение бактерицидного акт-та и выбор ионных дезинфектантов II Экологические системы и приборы. - Москва, 2005. - №6. - С. 27-29.

11. Татаринцева Н.И., Денисова И.А., Гутенев В.В., Чумакова В.Н. Химический метод борьбы с «цветением» воды // Вода и экология: Проблемы и решения. - Москва, 2005. - №1. - С. 41-49.

12. Гутенев В.В., Денисова И.А., Дрововозова Т.И., Чумакова В.Н., Ажгиревич А.И. Антимикробное и вирулицидное действие ионов некоторых металлов // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. Обзорная информация. ВИНИТИ - Москва, 2005. -№4. - С. 13-25.

13. Чумакова В.Н. Экологические критерии выбора метода обеззараживания природной воды // Экология и жизнь: Сб. материалов IV Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2005. - С.35-36.

14. Гутенева E.H., Чумакова В.Н., Денисова ИА., Гутенев В.В. Исследование бактериостатических свойств гипохлорита натрия // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2005. - №2. - С.123-127.

15. Денисов В.В., Гутенев В.В., Чумакова В.Н., Курбанов P.M. Сравнительная бактрицидная активность хлорсодержащих препаратов в водной среде // Сб. научно-метод. статей вузов связи МО РФ по общим естественно-научным дисциплинам. - Новочеркасск, НВВКУС, 2005. - С.100-102.

16. Денисова И.А., Гутенев В.В., Нагнибеда Б.А., Чумакова В.Н. Влияние некоторых катионов-примесей природной воды на активность бактерицидных ионов // Изв. вузов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2006. -№4. - С.76-77.

17. Чумакова В.Н., Денисова И.А. Прямой электролиз в потоке в технологии обеззараживания природной воды // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.25. - Новочеркасск, НГМА, 2006. - С.110-113.

Чумакова Виктория Николаевна

ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИКО-БИОЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ЗОНАХ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г.

Подписано в печать 18.08.2007. Формат 60x84 1/16 Б. кн.-журн. П.л. 1,0 Б.л. 0,5 Изд-во СЗТУ Тираж 70 экз. Заказ № 1695.

Северо-Западный государственный заочный технический университет Издательство СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Чумакова, Виктория Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИОНЫ МЕТАЛЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЯХ

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Антимикробное и вирулицидное действие ионов некоторых тяжелых металлов.

1.1.1. Серебро.

1.1.2. Медь и цинк.

1.2. Химический метод борьбы с «цветением» воды.

1.3. Медь и цинк в формировании почвенного плодородия и развитии сельскохозяйственных растений и животных.

Выводы по первой главе.

2. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ И

ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ

ИОНОВ СЕРЕБРА, МЕДИ И ЦИНКА.

2.1. Влияние способа получения на активность дезинфектантов, содержащих ион серебра (I).

2.2. Сравнительная оценка медьсодержащих дезинфектантов, полученных различными способами.

2.3. Влияние примесей воды на растворимость образующихся солей серебра, меди и цинка.

2.4. Влияние основных ионных примесей природной воды на бактерицидные свойства катионов серебра и меди.

2.4.1. Активность ионов серебра (I).

2.4.2. Активность ионов меди (II).

2.4.3. Влияние некоторых катионов-примесей природной воды на активность Си2+ и Zn2+.

2.4.3.1. Ионы меди (II).

2.4.3.2. Ионы цинка.

2.5. Зависимость индивидуальной активности ионов меди, серебра и цинка от водородного показателя (рН).

2.6. Температурный фактор инактивации тест-микроорганизмов

E.coli.

Выводы по второй главе.

3. БАКТЕРИЦИДНЫЕ СМЕСИ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ: ТЕХНОЛОГИЯ И СВОЙСТВА.

3.1. Критерии выбора.

3.2. Сравнительная оценка индивидуальных и смесевых ионных дезинфектантов по их бактерицидной активности.

3.3. Сухая бактерицидная смесь и ее свойства.

3.3.1. Подбор исходных ингредиентов.

3.3.2. Бактерицидные и бактериостатические свойства смесей различного состава.

3.3.3. Влияние сроков хранения на дезинфицирующие свойства смеси.

3.4. Концентрированный бактерицидный раствор на основе ионов серебра и меди.

3.4.1. Подбор исходных ингредиентов.

3.4.2. Стабилизация бактерицидной активности раствора аммиаком.

3.4.3. О причинах сохранения бактерицидной активности аммиачного комплекса серебра.

3.4.4. Исследования активности аммиачных медно-серебряных растворов различного состава.

3.4.5. Влияние сроков хранения на дезинфицирующие свойства растворов.

3.4.6. Расчет ингредиентов для получения требуемых количеств бактерицидных смесей различного состава.

Выводы по третьей главе.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ИОННЫХ БАКТЕРИЦИДНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ ДЕЗИНФЕК

ТАНТОВ.

4.1. Сочетание «хлор-ионная бактерицидная смесь».

4.1.1. Необходимость повышения эколого-гигиенической эффективности процесса обеззараживания воды хлором.

4.1.2. Изучение совместного бактерицидного действия хлора и ионной смеси.

4.1.3. Антибактериальная устойчивость воды, обработанной хлором и ионной смесью.

4.2. Сочетание «озон-ионная бактерицидная смесь».

4.2.1. Необходимость повышения эколого-гигиенической эффективности процесса обеззараживания воды озоном.

4.2.2. Методика проведения экспериментов.

4.2.3. Антибактериальная устойчивость воды, прошедшей обработку озоном и озоно-ионной бактерицидной смесью.

4.2.4. Сочетанная активность озона и ионной бактерицидной смеси.

4.2.5. Применение ионной смеси для разложения озона в воде.

Выводы по четвертой главе.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОННОЙ БАКТЕРИЦИДНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ВОДООЧИСТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИЕЙ.

5.1. Применение бактерицидной смеси в переносных фильтрах.

5.1.3. Тканево-угольный фильтр ТУФ-200.

5.1.4. Переносной фильтр ПФ-200.

5.2. Применение бактерицидной смеси в станциях опреснения для предотвращения бактериального загрязнения воды.

5.3. Бактерицидная смесь для длительного хранения воды в цистернах.

Выводы по пятой главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Технология химико-биоцидной обработки воды в зонах чрезвычайной экологической ситуации"

Актуальность темы. Одной из самых острых и болезненных проблем, чреватых социально-экологическими потрясениями в отдельных регионах планеты, ныне стала нехватка питьевой воды надлежащего качества. Не случайно, ООН провозгласила 2003 год «годом чистой питьевой воды» [1].

Особенность проблемы обеспечения населения России питьевой водой заключается не в дефиците, а в загрязнении и деградации водных ресурсов [2,3]. Эффективность ее решения не только влияет на состояние здоровья граждан, но и определяет уровень экологической безопасности в ряде регионов страны, обуславливает возникновение в некоторых из них социальной напряженности, превращаясь в конечном итоге в важнейший фактор национальной безопасности страны [3,4,9].

Низкая эффективность водоочистных сооружений в сочетании с антропогенным загрязнением природных водных объектов - источников питьевого водоснабжения - вызывает высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями, гепатитом, а также способствует возрастанию риска воздействия канцерогенных факторов на организм человека [4-8]. Каждый второй житель России потребляет воду, не соответствующую по ряду показателей гигиеническим требованиям. Около трети населения страны пользуется нецентрализованными источниками водоснабжения без соответствующей водоподготовки, а в ряде регионов страдает от недостатка питьевой воды и отсутствия связанных с этим надлежащих санитарно-бытовых и экологических условий - основ здоровой жизни [9-11].

Выявившуюся на протяжении последних лет тенденцию сокращения численности населения страны многие ученые и специалисты также связывают с адекватно ухудшающимся качеством питьевой воды. Согласно Л.И. Эльпинеру [6], до 80 % заболеваний определяется именно водным фактором.

Практически все природные источники питьевой воды подвергаются антропогенному воздействию разной интенсивности. Согласно данным главного санитарного врача России Г.Г. Онищенко [7,8], происходит ухудшение качества воды с 1995 г., в ряде регионов уровень химического и микробиологического загрязнения водоемов остается высоким, в основном из-за сброса неочищенных производственных и бытовых стоков. При этом наиболее сильно поверхностные воды загрязнены в бассейнах Волги, Дона, Иртыша, Невы, Северной Двины, Тобола, Томи и ряда других рек. Что касается качества воды, формирующегося в системах централизованного водоснабжения, здесь следует исходить из трех вполне очевидных положений: 1) природная вода, поступившая на станцию водоподготовки, должна быть очищена от вредных химических ингредиентов и обеззаражена без сопутствующего образования в ней побочных токсичных веществ; 2) питьевая вода, поступающая в распределительную сеть, должна на всем ее протяжении удовлетворять нормативным требованиям по микробиологической безопасности; 3) в распределительной и внутридомовой сетях должно быть исключено вторичное химическое и биологическое загрязнение воды. Тем не менее системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, особенно крупные, стали не только мощным фактором перманентного отрицательного воздействия на все компоненты биосферы, но и в ряде случаев (авария, теракт, природный катаклизм) могут вызвать чрезвычайную ситуацию с тяжелыми последствиями для населения, животного и растительного мира [12].

Именно поэтому возникла насущная необходимость экологизации централизованного водоснабжения и водоотведения, прежде всего повышения уровня экологической безопасности водопользования на всем пространстве - от источника и бассейна водосбора до потребителей и далее на стадии сброса очищенных коммунально-бытовых сточных вод в природные объекты. Иначе, будет происходить ухудшение существующих и пока не задействованных в полной мере природных источников питьевого водоснабжения. Уже сейчас более 70 % наших рек и озер и 30 % подземных вод потеряли питьевое значение; более 1 млн.человек каждый год страдает кишечными и другими заболеваниями от грязной воды в источниках [4]. При сохранении нынешней экономической ситуации уже через 15 лет 71,5 % от всего населения России, пользующегося централизованным водоснабжением, будет пить воду, не отвечающую санитарным нормам, а это 48 % всего населения страны; 30 - 33 % населения по-прежнему будут пить воду непосредственно из природных источников неизвестного качества и около 20 % населения перейдут преимущественно на буты-лированную или специально доочищенную для них воду [13].

По ориентировочным и достаточно осторожным подсчетам Министерства природных ресурсов России суммарный ущерб от ухудшения санитарно-экологического состояния водных объектов составляет величину порядка 50 млрд.руб. в год [14].

Особенно большие проблемы возникают при необходимости обеспечения доброкачественной водой населения территорий, пострадавших от стихийных бедствий. Примерами последнего времени здесь служат происшедшие в 2002 г. катастрофические наводнения на Северном Кавказе, а также разрушения, вызванные землетрясением и волной цунами в Юго-Восточной Азии (декабрь 2004 г.). Выход из строя систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, основанных на использовании хлора, сложность доставки последнего в условиях разрушения транспортных путей, явно недостаточное количество мобильных и модульных систем водоснабжения, могущих функционировать в чрезвычайных условиях и способных создавать запасы питьевой воды, устойчивой ко вторичному (внешнему) бактериальному загрязнению (что особенно важно в условиях жаркого климата), неизбежно усиливают социально-гигиенические и экологические последствия происшедших ЧС. Укажем, что в результате экологической катастрофы в ЮВА около 5 млн. жителей пострадавших 12 стран оказались практически без питьевой воды. Вышеизложенное требует пристального внимания и у нас в стране: согласно прогнозам Центра стратегических исследований МЧС РФ, первая четверть XXI века для России будет характеризоваться ростом числа природных и техногенных катастроф [15-17].

Закон РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» [18] признаёт возможность возникновения ЧС техногенного характера при аварии систем водоснабжения и в качестве приоритетных целей провозглашает: предупреждение возникновения и развития ЧС, снижение размеров ущерба и потерь от ЧС, ликвидация ЧС. В свою очередь Правительство РФ подтверждает, что существенное отставание России от развитых стран по средней продолжительности жизни, а также повышенная смертность (особенно детская) в значительной мере связаны с потреблением недоброкачественной питьевой воды [2,4].

Сказанное в полной мере относится к обеззараживанию воды - главному барьеру на пути передачи водных инфекций. Согласно статистике, в России более 11 % проб питьевой воды не удовлетворяют требованиям действующего ГОСТа по бактериологическим показателям [3]. Фиксируется постоянный рост числа бактериальных и вирусных заболеваний, распространяемых водным путем. Такое положение требует нового подхода к обеспечению эпидемиологической безопасности и, в частности, стимулирует научные исследования по совершенствованию имеющихся и внедрению принципиально новых технологий обеззараживания, характеризующихся не только эффективностью, но и «эколо-гичностью». На это ориентирует и новый Закон РФ «Охрана окружающей среды» [19].

Обеззараживание является одним из ведущих этапов водоподготовки, его роль, в связи с повсеместным прогрессирующим микробным загрязнением источников водоснабжения, непрерывно возрастает. Главная цель обеззараживания питьевой воды - это безопасная для человека и окружающей природной среды, экономически оправданная и технологически достижимая профилактика эпидемических заболеваний, передающихся водным путем [20-22].

В современных условиях обеззараживание питьевой воды превратилось в комплексную проблему: ее необходимо рассматривать с учетом эпидемиологической, гигиенической, экологической, экономической и технологической составляющих [23, 24].

Многие из перечисленных проблем характерны и в отношении водоснабжения сельских населенных пунктов (особенно труднодоступных), а также военных баз, гарнизонов, временных дислокаций воинских частей.

В настоящее время начала реализовываться Национальная программа «Вода России - XXI век». Её целью является достижение устойчивого водопользования к 2015 г., создание благоприятной экологической обстановки в водных бассейнах, обеспечение безопасного состояния и эксплуатации очистных сооружений, защита населения и объектов экономики от вредного воздействия вод.

В качестве первоочередных мероприятий предусматривается совершенствование методов и средств физико-химической очистки воды путем использования процессов тонкослойного осаждения, интенсификация реагентной обработки, процессов озонирования и сорбции на угольных фильтрах и порошковых сорбентах, использования мембранной технологии. Для регионов с напряженной экологической обстановкой, особенно маловодных, перспективными являются блочные (контейнерные) очистные установки малой производительности, а также локальные бытовые и групповые установки глубокой доочистки воды.

Все это выдвигает необходимость поиска новых химических реагентов для надлежащей подготовки воды питьевого и технологического назначения, особенно тех, которые повышают эффективность традиционных крупнотоннажных, экологически опасных дезинфектантов в сочетании с приемлемой стоимостью и доступностью. Обязательно следует добавить к этому перечню и возможность длительной сохранности питьевой воды, что важно в условиях происшедшей ЧС.

Исследования выполнялись в соответствии с планами НИОКР МЧС России по созданию мобильного комплекса первоочередного жизнеобеспечения пострадавшего населения в районах чрезвычайных ситуаций (ЧС) в рамках Федеральной целевой программы «Создание и развитие Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях», работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 04-06-96802).

Целью диссертационной работы явилось повышение технико-экономической эффективности процесса химико-биоцидной обработки воды воздействием неорганических активаторов ионной природы (индивидуально, в смеси или в сочетании с известными дезинфектантами) в установках водоснабжения, функционирующих на территориях с напряженной экологической обстановкой.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- выполнить анализ литературных источников, посвященных применению ионных бактерицидов в водной среде, с тем, чтобы с экологических, санитарно-гигиенических и технико-экономических позиций уточнить критерии их выбора и последующего использования;

- установить кинетические закономерности процесса инактивации тест-микроорганизмов в присутствии ионов меди, серебра и цинка, полученных различными способами в широком диапазоне технологических параметров и определить условия и границы эффективного индивидуального применения ионных бактерицидов;

- с учетом требований технико-экономического и эколого-гигиенического характера разработать рецептуры бактерицидных растворов и сухих смесей, обеспечивающих высокий уровень обеззараживания воды и сохранение антибактериальной активности в течение длительного времени;

- установить условия и границы применимости разработанных бактерицидных смесей с крупнотоннажными химическими дезинфектантами (молекулярный хлор и озон), обеспечивающие снижение их доз и уровня экологической опасности;

- разработать рекомендации по применению разработанных бактерицидных смесей для повышения эффективности переносных средств водоочистки и мобильных средств опреснения для первоочередного водообеспечения населения, пострадавших в результате ЧС.

Научную новизну диссертационного исследования составляют:

- теоретически обоснованная и экспериментально установленная высокая бактерицидная активность ионов цинка и меди (II), полученных электролизом или растворением соответствующих солей;

- кинетические закономерности обеззараживания воды в присутствии малых (ниже ПДК) концентраций ионов меди, цинка и серебра в широком интервале рН и температуры воды, содержащей различные примеси, которые вызывают осадкообразование;

- явление стабилизации бактерицидных и бактериостатических свойств ионов серебра или меди посредством введения аммиака в количестве 5% от стехиометрии;

- синергетический бактерицидный эффект в сочетании с бактериостати-ческой эффективностью, имеющий место при озоно-ионной обработке природной воды.

Практическую ценность результатов работы составляют:

- интенсификация процесса химико-биоцидной обработки воды при меньших дозах используемых основных дезинфектантов, достигаемая реализацией комбинаций: «хлор-бактерицидная смесь» и «озон-бактерицидная смесь»;

- рекомендации по применению бактерицидных смесей в качестве финишных дезинфектантов в переносных фильтрах очистки воды, мобильных и контейнерных установках опреснения, повышающих эффективность и эколо гичность их эксплуатации на территориях с кризисной экологической обстановкой.

На защиту выносятся:

- технико-экономические и экологические критерии подбора бактерицидных препаратов в ионной форме для использования их в технологиях химико-биоцидной обработки воды, реализуемых в условиях ЧС;

- система доказательств целесообразности сочетания традиционных де-зинфектантов (хлора и озона) с разработанной бактерицидной смесью, позволяющего снизить их расход и энергозатраты в сочетании со снижением количества поступающих в среду обитания вредных химических веществ;

- эколого-экономическое обоснование направления модернизации носимых и мобильных средств водоочистки и опреснения, позволяющей более эффективно использовать последние в практике полевого водоснабжения, а также на территориях, пострадавших в результате ЧС природного или техногенного характера;

- принципы создания природосберегающих активированных химико-биоцидных технологий обработки воды, основанных на применении веществ, которые, обладая самостоятельной бактерицидной активностью, усиливают таковую основных дезинфектантов.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Современные методы обеззараживания / В.Н. Чумакова. // Мелиорация антропогенных ландшафтов: Межвузовский сборник научных трудов. -Т.20. - Новочеркасск, НГМА, 2004. - С. 171-174.

2. Инактивация микроорганизмов в условиях высоких температур и сочетанного воздействия УФ-лучей и бактерицидных ионов / А.И. Ажгиревич, И.А. Денисова, В.Н. Чумакова, В.В. Денисов I - II Изв. вузов. Сев. - Кавк. регион. Технические науки. - 2004. - Прил. 9. - С. 171-174.

3. Усиление бактерицидных и бактериостатических свойств озона сочетанием с ионами серебра или меди. / В.В. Денисов, В.В. Гутенев, В.Н. Чумакова, М.Б. Хасанов. // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.22. - Ново-черскасск, НГМА. 2004. - С. 174-182.

4. Экологически приемлемые технологии неорганических бактерицидов и их применение в ЧС / И. А. Денисова, Е.Н. Гутенева, В.Н. Чумакова /. - // Экология и безопасность жизнедеятельности: Сб. материалов IV Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2004. - С.35-36.

5. Усиление бактерицидных и бактериостатических свойств УФ-лучей сочетанием с ионами некоторых металлов / А.И. Ажгиревич, В.Н. Чумакова, В.В. Денисов/. - // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.22. - Новочеркасск, НГМА. 2004.-С. 183-192.

6. Критерии выбора технологии обеззараживания природных вод в условиях ЧС / Е.Н. Гутенева, В.Н. Чумакова, В.В.Денисов, И.М. Викулов. / - // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.22. - Новочеркасск, НГМА. 2004. - С.160-174.

7. Доступные формы микроэлементов с питьевой и оборотной водой. / И.А. Денисова, В.Н. Чумакова, С.В. Кондратова, В.В. Денисов /. - // Проблемы природопользования и обеспечение экологической безопасности: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.22. - Новочеркасск, НГМА. 2004. - С.73-82.

8. Химический метод борьбы с «цветением» воды. / Москва. / Н. И. Татаринцева, И.А. Денисова, В.В. Гутенев, В.Н. Чумакова /. - // Вода и экология: Проблемы и решения. - 2005. - №1. - С.41-49.

9. Изучение бактерицидного акт-та и выбор ионных дезинфектантов. / Москва. / В.В. Гутенев, И.А. Денисова, В.Н. Чумакова /. - // Экологические системы и приборы. - 2005. - №6. - С.27-29.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Чумакова, Виктория Николаевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников изучено антимикробное и вирулицидное действие ионов Cu+2, Ag+ и Zn+2 различной концентрации, которые в последние годы рекомендованы в качестве финишных дезинфектантов в системах питьевого и оборотного водоснабжения, а также рассмотрены технологии обеззараживания воды, включающие применение указанных ионов.

Показано, что их применение при концентрациях ниже установленных ПДК относительно безвредно для окружающей природной среды; в то же время их поступление в природные водоемы будет способствовать, с одной стороны, подавлению развития синезеленых водорослей, обусловливающих биологическое загрязнение и существенное ухудшение качества воды. С другой стороны, ионы Cu+2, Ag+ и Zn+2, являясь незаменимыми микроэлементами, повышают физиологическую ценность содержащей их воды для человека, животных и сельскохозяйственных растений (при проведении поливов).

2. Рассмотрены химико-экологические аспекты получения и применения бактерицидных препаратов на основе ионов серебра, меди и цинка. В результате экспериментов установлено:

- наибольшей бактерицидной активностью обладают электролитически полученные катионы;

- определены условия и границы эффективного индивидуального применения ионных дезинфектантов;

- в отличие от традиционных дезинфектантов (хлора и озона) ионы указанных металлов сохраняют свою высокую бактерицидную активность в широком диапазоне рН и при относительно высоких температурах;

- обнаруженный синергизм бактерицидного действия при сочетании ионов меди (II) и цинка (II) обусловливает перспективность разработки бактерицидных смесей на их основе.

3. На основании разработанных критериев произведен отбор исходных ингредиентов для получения ионной бактерицидной смеси, которую по технико-экономическим и эколого-гигиеническим показателям целесообразно применять для обеззараживания питьевой воды на территориях с чрезвычайной экологической ситуацией.

Разработаны рецептуры сухой и жидкой бактерицидной смесей на основе сульфатов и нитратов меди и серебра. Их испытания показали:

- имеет место высокая бактерицидная активность и антибактериальное последействие при концентрациях ионных ингредиентов ниже ПДК;

- бактерицидная активность смесевых дезинфектантов в значительно меньшей степени чувствительна к примесям воды, которые переводят серебро в малорастворимые и соответственно малоактивные формы;

4. С технико-экономических и эколого-гигиенических позиций обоснована целесообразность комбинирования разработанных сухих (или жидких) бактерицидных смесей с широко применяемыми дезинфектантами: жидким хлором и озоном.

Указанное сочетание обеспечивает достижение большей глубины обеззараживания воды при одновременном снижении дозы основного химического дезинфектанта, а также придает воде длительную устойчивость к внешнему бактериальному загрязнению. Показано преимущество комбинаций «озон-ионная смесь» и «хлор-ионная смесь» при повышенных температурах, когда активность хлора и озона снижается из-за уменьшения растворимости последних в воде.

5. На основании выполненных экспериментов и проведенных технико-экономических расчетов разработаны рекомендации:

- по применению сухой бактерицидной смеси в переносных фильтрах очистки воды, используемых для первоочередного обеспечения водой населения территорий, пострадавших в результате чрезвычайных ситуаций;

- по применению ионных бактерицидных смесей в качестве финишных дезинфектантов в технологиях водоподготовки и опреснения, реализованных в мобильных и контейнерных установках;

- по применению бактерицидной смеси для обеспечения эпидемиологической безопасности воды, перевозимой в цистернах, а также находящейся в резервуарах длительного хранения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вполне очевидно, что при разработке технологии того или иного вещества, обеспечивающего достижение тех или иных выгод, особенно социальных в сочетании с экономическими, следует руководствоваться, прежде всего, экологическим подходом. Последний основан на известных постулатах Б. Коммоне-ра: 1) «Все связано со всем», 2) «Все должно куда-то деваться», 3) «За все надо платить» и 4) «Природа знает лучше».

Дело в том, что любое вещество после его применения с заданной целью, пройдя те или иные стадии превращения, в конце концов, попадает в окружающую человека природную среду, а точнее среду обитания последнего. И здесь важно, чтобы указанное вещество (или его трансформация) относительно легко «вписалось» в природные компоненты, вошло в пищевые цели и круговороты элементов, запущенные природой и являющиеся основой жизни на Земле. Если же продукт даже самой высокой технологии превратится в ксенобиотик-вещество, чуждое жизни, - такая технология не может иметь перспективы.

Предложенные нами по сути «активированные бактерицидные технологии» [210], предназначенные для повышения технико-экономических и сани-тарно-экологических показателей систем водоснабжения, основаны на сочетании традиционных дезинфектантов (хлора, озона и ультрафиолета) с ионами таких тяжелых металлов, как медь, серебро и цинк. Последние, как установлено, активизируют бактерицидные свойства основных дезинфектантов, одновременно способствуя снижению их дозы.

В соответствии с вышеизложенным оценим соответствие рекомендуемой нами ионной бактерицидной смеси экологическим критериям, часть которых изложена в работах [23,24].

Известно, что в отношении ионов меди и серебра, входящих в состав питьевой воды, установлены значения ПДК: 1,0 и 0,05 мг/л соответственно [41]. При использовании разработанной нами бактерицидной смеси концентрации указанных ионов в воде составят 0,5 мг/л для Си2+ и 0,02 мг/л для Ag+ и следовательно

Си2+] | [Ag+] = 0,5 | № = 09<1

ЩКСиг, пдкv 1,0 0,05 ' ' что соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

Изученные комбинации «хлор+ионная смесь» и «озон+ионная смесь», сохраняя уровень обеззараживания, позволяют в то же время снижать дозы основного дезинфектанта, а также энергозатраты на их получение. Соответственно, уменьшение количества таких опасных химических веществ, как озон и хлор, минимизирует массу последних, поступающих в атмосферный воздух.

Вторым экологическим критерием должно быть отсутствие появления новых резистентных и (или) высоковирулентных штаммов микроорганизмов, способных нарушить равновесие природных микробных биоценозов [24]. В литературе, изученной нами, а также другими исследователями ранее [20, 21, 32, 33, 39, 70, 81, 85, 106, 113, 151], не обнаружено информации о том, что в воде, содержащей ионы меди, цинка, серебра (тем более в концентрациях ниже их ПДК), появляются новые штаммы микроорганизмов или мутированные. Однако резистентность (т.е. привыкание) микроорганизмов наблюдается для многих дезинфектантов, в частности хлора и озона, применяемых индивидуально. Исключить подобного в отношении ионов серебра и меди, а также их комбинаций, было бы, по-видимому, не корректным. На практике, как известно, борются с явлением резистентности посредством варьирования дезинфектантов. Бактерицидная смесь позволяет использовать этот прием.

Согласно третьему критерию, должно быть исключено потенцирование (усиление) неблагоприятных эффектов факторов, обусловленных ингридиента-ми комбинации, с вероятностью появления новых, более токсичных для живых компонентов окружающих экосистем химических веществ. Указанный критерий актуален для любого процесса комбинированного обеззараживания, причём независимо от природы используемого дезинфектанта. Это характерно для химических окислителей-бактерицидов (озон, хлор), а в последнее время подобное обнаружено и в отношении обработки воды повышенными дозами ультрафиолета. В. В. Гутенев поэтому делает вывод, что успешное решение данной проблемы определяется успехами в области идентификации микроколичеств продуктов трансформации исходных ингредиентов и углублением знаний о вредных для человека веществах и их ПДК [12].

В пользу применения ионной бактерицидной смеси для обеззараживания питьевой воды могут быть выдвинуты следующие аргументы: 1) рекомендуемые их концентрации значительно ниже предельно допустимых; 2) отсутствие соответствующих данных (прежде всего медико-статистического характера) о вреде для человека малых количеств серебра, меди, цинка (напротив, они отнесены к незаменимым микроэлементам и входят в состав многих лекарственных препаратов [25, 39]); 3) в последние годы во многих странах, в том числе с весьма развитой фармацевтической промышленностью (например, США) уделяется повышенное внимание использованию ионов серебра и меди для улучшения качества питьевой воды, а также в качестве ингредиентов витаминных и микроэлементных комплексов, особенно детских; 4) сочетание указанной бактерицидной смеси с хлором или озоном, позволяя снизить дозы последних, минимизирует одновременно риск их негативного воздействия на химический состав обработанной воды.

Известно, что ионы серебра и меди имеют значения окислительного потенциала соответственно +0,8 В и +0,34 В, т. е. они значительно ниже, чем у озона (+2,07 В) и хлора (+1,36 В). Кроме того, рекомендуемые концентрации

Н 2+ первых (0,02 мг/л Ag и 0,5 мг/л Си ) существенно ниже, чем остаточные концентрации хлора (~1,5 мг/л). Следовательно, вероятность значимой трансформации химического состава обработанной воды представляется незначительной.

Согласно [81], применение ионов серебра и меди обеспечивает существенно меньшую экологическую опасность при эксплуатации соответствующей установки. Более того, замена хлора на второй стадии обеззараживания бактерицидными ионами минимизирует риск возникновения ЧС, снижает нерациональные потери природной воды, уменьшает уровень отрицательного воздействия узла обеззараживания на природную среду. Укажем в качестве аргумента, что по количеству вводимых дезинфектантов в расчете на единицу объема 2+ обеззараживаемой воды (СЬ - 1,5 мг/л, Ag - 0,02 мг/л и Си - 0,5 мг/л) в последнюю поступят в 75 раз меньше ионов серебра и в 3 раза меньше ионов меди, относящихся к металлам 2 класса опасности, чем хлора (вещества 1 класса опасности).

Важным условием для выбора приемлемого способа обеззараживания должно быть, по нашему мнению, появление сопутствующих ему благоприятных эффектов, проявляемых сразу или впоследствии. Помимо бактерицидного последействия и улучшения вкусовых свойств воды, ионы серебра, меди, цинка подавляют развитие синезеленых и других микроводорослей, отрицательно влияющих на цвет и запах воды [151]. В соответствии с вышеизложенным разработанная нами бактерицидная смесь может быть использована для борьбы с указанным нежелательным явлением в водоемах природного и искусственного происхождения, предназначенных, например, в качестве источников питьевого водоснабжения. Наконец, отметим, что воды питьевого и оборотного назначения, прошедшие обработку бактерицидной смесью, являются носителями незаменимых для человека и животных микроэлементов. Эти же воды могут быть использованы и для полива огородов, садовых участков и др. При этом укажем, что наиболее усвояемой, а, следовательно, и наиболее эффективной формой микроэлементов является ионная [161-165]. Что касается оборотных вод, то на многих предприятиях организованы подсобные хозяйства, теплицы, оранжереи и т.п., где воду, содержащую указанные микроэлементы, можно эффективно использовать, создавая экономию природной воды.

Вышеизложенное является, по нашему мнению, экологическим обоснованием реализации разработанных бактерицидных смесей в практике питьевого, оборотного и полевого водоснабжения, особенно на территориях со сложившейся тяжелой экологической обстановкой, а также вызванной природными или техногенными катастрофами.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Чумакова, Виктория Николаевна, Новочеркасск

1. Глобальная экологическая перспектива (ГЕО 3).Прошлое, настоящее и перспективы на будущее / Издание ЮНЕП. - Москва, 2002.

2. О Концепции федеральной целевой программы «Обеспечение населения России питьевой водой» / Постановление Правительства РФ от 6 марта 1998 г. №292. -Рос.газета, 24 марта 1998, № 56 (1916).

3. Порядин А.Ф. Уроки водоснабжения в России // Водоснабжение и сан.техника. 2000. - №7. - С.2-4.

4. Государственный доклад «Питьевая вода» //Зеленый мир, 1995. -№17-18.

5. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. М.: Финансы и статистика. - 1995. - 138 с.

6. Эльпинер Л.Н. Питьевая вода и здоровье // Экология и жизнь. -2000. №2 - С.62-65.

7. Онищенко Г.Г. Вода и здоровье // Экология и жизнь. 1999. - №3. -С.65-67.

8. Онищенко Г.Г. Проблемы изучения влияния среды обитания на здоровье населения // Здоровье населения и среда обитания (Инф.бюллетень).-2003. №1. -С.1-7.

9. Переход к устойчивому развитию: глобальный, региональный и локальный уровни. Зарубежный опыт и проблемы России. М.: Изд - во КМК, 2002.-444 с.

10. Найденко В.В. Великая Волга на рубеже тысячелетий. От экологического кризиса к устойчивому развитию. Н,- Новгород: Изд - во «Промгра-фика», 2003.-432 с.

11. Курбатова А.С., Башкин В.Н., Касимов Н.С. Экология города. М.: Научный мир, 2004. - 624 с.

12. Гутенев В.В. Бактерицидные технологии повышения экологической безопасности систем питьевого водоснабжения. Дисс.докт.техн.наук (05.23.04- 25.00.36). Н.Новгород, 2005. - 447 с.

13. Пупырев Е.И. Водоснабжение в России в XXI веке. Проблемы и тенденции // Доклады IV междунар. конгресса «Вода: экология и технология».- Москва (30 мая 2 июня 2000 г.). - С.408-409.

14. Алискеров В.А., Куприянов И.В. Вопросы оценки ущерба, причиненного водным объектам (состояние и перспективы) // Доклады IV междунар. конгресса «Вода: экология и технология». Москва (30 мая - 2 июня 2000 г.). -С.642-643.

15. Воробьев Ю.В. Глобальные проблемы как источник чрезвычайных ситуаций// Основы безопасности жизнедеятельности. 1999. - №2. - С.10-13.

16. Осипов В.И. Природные опасности и риски на пороге XXI века. // Основы безопасности жизнедеятельности. 1999. -№11.- С.2-6.

17. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2002 году. М.: ВНИИ ГОЧС, 2003. - 168с.

18. Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 11.11.1994 г. / Гражданская защита, 1996. №1. - С.78-85.

19. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. (Росс.газета 15.01.2002 г., №12).

20. Денисов В.В., Москаленко А.П., Гутенев В.В. Повышение эффективности обеззараживания питьевой воды. Новочеркасск, НГМА. - 1999. - 70 с.

21. Кульский Л.А. Химия и технология обработки воды. Киев: Изд -во АН УССР.- 1960.-359 с.

22. Талалаева Ю.Г., Рахманин Ю.А., Недачин А.Е. Актуальность водного фактора распространения инфекций в России // Третий междунар.конгресс «Вода: экология и технология». Москва, 1998. - С. 636.

23. Кульский JI.A. Серебряная вода. Киев: Наукова думка, 1968. - 114с.

24. Божикова Е.И., Вирник А.Д., Мальцева Т.А. Новый способ консервирования сока путем обработки его ионами серебра / Труды ВНИИКОПа. -М.: Пищ.пром-ть, 1965. Вып. XII. - С.15-17.

25. Ланкау Е.П. Стабилизация вин с помощью серебра. М.: ЦИНТИ Пищепром, 1969. - 17с.

26. Кнафельман П.Ф. Серебро как консервант для пищевых продуктов. Автореф. дисс.канд.наук. Одесса, 1947 с.

27. Денисов В.В., Дрововозова Т.Н. Способ термической обработки молока. Ростов-на-Дону: ЦНТИ, 1996. - №9. - 3 с.

28. Денисов В.В., Дрововозова Т.И. Способ консервирования молока. Пат.№2136165 МКЧ А 23 С 3/08, 1999, Бюл. №25.

29. Денисов В.В., Дрововозова Т.И., Хорунжий Б.И. и др. Влияние препаратов серебра на стабилизацию виноградных вин. М., Деп. в ВИНИТИ, 1997, №999.-12с.

30. Дрововозова Т.И. Бактерицидные препараты для улучшения качества воды и энергосбережения при пастеризации молока: Дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск, 1998. - 167с.

31. Машковский М.Д. Лекарственные средства / Пособие по фармакотерапии для врачей. В 2-х частях. Вильнюс, 1993. - 527 с.

32. Сериков Г.А. К вопросу о стерилизации и обеззараживании воды металлами. Канд.дисс., С.-Петербург, 1908 .

33. Лазарев В.А. Стерилизация воды препаратами серебра. М.: Гос-техиздат, 1935. - 82 с.

34. Моисеев С.В. Новый способ обеззараживания воды серебряным песком. -М.: Гострансиздат, 1932. 12с.

35. Углов В.А. Антибактериальное действие серебра / Труды ВМА, 1934. Т.1. - С.25-27.

36. Основы химии и технологии воды / Кульский Л.А. Киев: Наукова думка, 1991.-568 с.

37. Токарев В.И. Технология обеззараживания питьевой воды препаратами серебра. Дисс. канд.техн.наук. - Новочеркасск, 1997. - 246 с.

38. Денисов В.В., Токарев В.И., Нагнибеда Б.А. Оценка бактерицидной активности различных препаратов при обеззараживании воды / Известия вузов. Сев. Кавк. Регион. Технические науки. Ростов-на-Дону, 1998. - №2. - С.73-77.

39. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. - 103 с.

40. Плевако Е.А. В кн. Труды 1-го ММИ. М.: 1935. - Т.4. - С.2-22.

41. Chambers C.W., Proctor С.М., Kabler P.W. J.AWWA, 1962. - V.54. -№2. - P.209-220.

42. Richardson I.B. Rhodesian Mining Journal, 1955. - V.27. - №332. -P.13-15.

43. Stuchlik H. Gaz, Woda: technika sanitarna, 1960. - V.5. - P.167-171.

44. HerzbergK.-Zbc.Bakt., 1923.-V.90.-P.113-120.

45. Hoffmann P.-Arch. Hyg, 1938.-V. 120.-P. 147-150.

46. Kruse W., Fisher M. Arch. Hyg, 1935. - V.l 13. - P.46-51.

47. Woodward R. Review of the bactericidal effectivnes of silver. -J.AWWA, 1963. V.55. - №7. -P.31-33.

48. Leither N. Z.biochem., 1930. - V.7. - P.42-64.

49. Krause G.A. Vom. Wasser, 1932. - V.7. - P.312-351.

50. Neisser M., Eichbaum F. Erg. Bact., 1932. -V. 13. - P. 170-180.

51. Кульский JI.A. Серебряная вода. Киев: Гостехиздат УССР, 1946.82 с.

52. Zimmerman W.Z.Z. Z.Hyd. 1952. - V.135. -Р.403-405.

53. Фыршироту 3., Конивер Л., Боровик X. Аптечное дело, 1960. Т.9. - №2. - С.86-90.

54. Wuhrmann К., Zobrist F. Schweiz.Z. Hydrol., 1953. - V.20. - №2. -Р.218-254.

55. Бершова О.И., Радзимовский Д.О., Сотникова О.В. Микробиолог. Ж., 1958. - Т. XX. - №1. - С.68-71.

56. Braune I.F., Krushe F., Kurth С., Lippe L.H. Trinkwasser silberung. R. Oldenburg. Munchen, 1957. - P.526-533.

57. Маселюк A.B., Невкипелая O.C. В сб.: Материалы конференции молодых ученых биологического факультета КГУ, 1965. 125 с.

58. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология. Уч. пособие для вузов. 2-е изд., перераб., и доп. -М.: Высшая школа, 1979.

59. Gusso A., Cironi М., Gutschymidt А. // Zbl. Bacteriol. 1942. - V.141. -№5.-S.381-385.

60. Першин Г.Н. Влияние химико -терапевтических веществ на бактериальные ферменты. -М.: Медгиз, 1952 260 с.

61. Турпаев Г.М. Биохимия. 1951. - Т. 16. - №5. - С.611-618.

62. Потапченко Н.Г., Савлук О.С., Илляшенко В.В. Сочетанное действие УФ излучения (X = 254 нм) и ионов меди и серебра на выживаемость Escherichia Coli // Химия и технология воды, 1992. - Т. 14. - №2. - С.935-940.

63. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. М.: Изд -во литературы по строительству, 1971. - 579 с.

64. Эльпинер Л.И. Использование ультразвука для повышения антимикробного эффекта дезинфектантов. / В кн.: Интенсификация процессов обеззараживания воды. Киев: Наукова думка, 1978. - 211с.

65. Кульский JI.A., Савлук О.С.,Музычук Н.Г. Усиление антимикробного эффекта катионов путем наложения электрического поля. / В кн.: Интенсификация процессов обеззараживания воды. Киев: Наукова думка, 1978. - С. 198-203.

66. Дейнега Е.Ю., Савлук О.С. Изменение биофизических свойств микроорганизмов в процессе обеззараживания воды // Химия и технология воды, 1986. Т.8. - №5. - С.589-591.

67. Кульский JI.A., Гребенюк В.Д., Савлук О.С. Электрохимия в процессах очистки воды. Киев: Техника, 1987. - 220 с.

68. Гутенев В.В. Повышение качества воды и уровня экологической безопасности систем централизованного хозяйственного водоснабжения малых городов (на примере г. Новочеркасска Ростовской области). Дисс. канд.техн.наук.(11.00.11). Новочеркасск, 1999. - 230 с.

69. Гутенев В.В. Повышение антибактериальной устойчивости воды с помощью серебросодержащих «бактериостатиков» диамминаргенат (ДАА) катионов // Труды IV Междунар. конгресса «Вода: Экология и технология» -Москва, 2000. - 332 с.

70. Гутенев В.В. Повышение качества воды и уровня экологической безопасности хлорсеребряным методом // Экологические системы и приборы, 2000. №7. - С.32-33.

71. Денисов В.В., Гутенев В.В., Монтвила О.И., Гутенева Е.Н. Использование ионных комплексов (ДАА-катионов) в системах централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения // Проблемы региональной экологии, 2000. №6. - С.74-80.

72. Гутенев В.В., Кудрина И.В., Ажгиревич А.И., Гутенева Е.Н. Способ обеззараживания воды с использованием комплексного соединения серебра. Пат. на изобретение № 2182126, бюл. № 13 от 10.05.02 г.

73. Гутенев В.В., Ажгиревич А.И., Курнева Е.Ю. Способ обработки воды с использованием комплексного соединения серебра. Пат. на изобретение № 2182129, бюл. № 13 от 10.05.02 г.

74. Дрововозова Т.И., Денисов В.В. Действие ионов серебра на постороннюю микрофлору молока // Изв. СКНЦ ВШ. Технические науки, 1997. №1.

75. Дрововозова Т.И., Денисов В.В. Улучшение экономических показателей пастеризации молока. М., Деп. в ВИНИТИ, 1996, №3292. - 69 с.

76. Курнева Е.Ю. Факторы экологической опасности систем централизованного водоснабжения // Труды НГМА. Новочеркасск, 2000. - Вып.З. -С.126-129.

77. Денисов В.В., Гутенев В.В., Курнева Е.Ю. Оптимизация содержания серебросодержащих бактерицидных препаратов в обеззараживаемой воде. // Труды НГМА. Новочеркасск, 2000. - Вып.З. - С.130-135.

78. Гутенев В.В., Ажгиревич А.И., Гутенева Е.Н., Курнева Е.Ю. Способ глубокой очистки воды. Патент РФ на изобретение № 218880, бюл. №25 от 05.09.02 г.

79. Курнева Е.Ю. Снижение уровня воздействия очистных сооружений водопровода на природную среду и риска техногенной чрезвычайной ситуации. Дисс. канд.техн.наук (25.00.36) Новочеркасск, 2001. - 204 с.

80. Денисова И.А. Повышение бактерицидной устойчивости озонированной воды малыми дозами серебра // Известия вузов. Северо Кавказский регион. Технические науки. - 2000. - №4. - С.78-80.

81. Денисова И.А., Хорунжий Б.И. Дезинфектант для установок водо-подготовки малой производительности // Известия вузов. Северо Кавказский регион. Технические науки. - 2000. - №4. - С.80-82.

82. Денисова И.А. Влияние катализаторов на бактерицидную активность пероксида водорода // Известия вузов. Северо Кавказский регион. Технические науки. - 2001. - №1. - С.86-88.

83. Денисова И.А. Применение катализаторов в системах водоподго-товки, использующих пероксид водорода и озон, для повышения эффективности и экологической безопасности. Дисс. канд.техн.наук (05.17.01-25.00.36). -Новочеркасск, 2002. 178 с.

84. Гутенев В.В., Рождественский В.Л., Монтвила О.И., Денисова И.А. Комбинированный способ обеззараживания воды. Патент РФ на изобретение №2182125, бюл. №13 от 10.05.02 г.

85. Назаров В.Д. Проблемы обеспечения населения водой питьевого качества // Труды IV Междунар. конгресса «Вода: экология и технология». -Москва, 2000.-387 с.

86. Слипченко В.А., Маляревский А.Л. Ионатор ЛК 28 (ИЭМ - 50) напорного типа с фильтрами для десеребрения и осветления воды (Описание и инструкция к использованию). - Киев: Наукова думка, 1967. - 18 с.

87. Koziorowski W. // Gasp. Wodna. 1961. - №7. - S.309-315.

88. Mostert L. Shiff and Hafen. 1959. - V.l 1. - №1. - S.55-59.

89. Цинберг М.Б., Маслова О.Г., Берлин Э.М. Опыт внедрения локальных систем очистки питьевой воды в школах г. Оренбурга // Труды IV Междунар. конгресса «Вода: экология и технология». Москва, 2000. - С.440-441.

90. Москаленко А.П., Гутенев В.В., Ажгиревич А.И., Хасанов М.Б. К оценке экономической эффективности обеззараживания питьевой воды в системах централизованного водоснабжения // Там же. С.673-674.

91. Гутенев В.В., Денисов В.В., Ажгиревич А.И. Возможность использования электродов из низкопробного серебра для обеззараживания воды и особенности их электрохимического растворения // Там же. С.332-333.

92. Храменков С.В., Глуховский И.И., Рахманин Ю.А. Опыт производства природной минеральной столовой воды, обладающей высокой физиологической ценностью // Там же. С.811-812.

93. Грабовский П.А., Карпов И.П., Ларкина Г.М. Требования к конструкциям систем питьевого водоснабжения // Там же. С.327-328.

94. Денисов В.В., Гутенев В.В., Москаленко А.П., Курнева Е.Ю. Хлор-серебряный метод обеззараживания питьевой воды // Известия вузов. СевероКавказский регион. Технические науки. 2000. - №2. - С.53-59.

95. Гутенев В.В. Пути совершенствования технологий обеззараживания с учетом социально гигиенических и экологических факторов // Здоровье населения и среда обитания. - 2003. - №1. - С.38-42.

96. Монтвила О.И., Гутенев В.В. Снижение уровня экологической опасности систем централизованного водоснабжения, использующих хлор, и методика его оценки // Экономика природопользования. Выпуск №3. Москва: ВИНИТИ, 2003. - С.40-48.

97. Линевич С.Н. Совершенствование технологий подготовки питьевой воды на донских водопроводах // Водоснабжение и сан.техника. 2001. - №9. -С.2-5.

98. Патент РФ № 2188166. Способ обеззараживания оборотной воды плавательного бассейна / Гутенев В.В., Ажгиревич А.И., Гутенева Е.Н., Москаленко А.П. Бюл. № 24 от 27.08.02 г.

99. Патент РФ № 2188169. Способ получения питьевой воды / / Гутенев В.В., Ажгиревич А.И., Гутенева Е.Н., Преображенский А.В., Кирьянова Л.Ф. -Бюл. № 24 от 27.08.02 г.

100. Ажгиревич А.И. Интенсификация УФ- технологии обеззараживания воды для локализации негативных воздействий систем водоснабжения на окружающую среду. Дисс. канд.техн.наук. (25.00.36). Новочеркасск, 2002. -149 с.

101. Денисов В.В., Гутенев В.В., Монтвила О.И., Гутенева Е.Н. О возможности использования войсковых станций водоочистки для питьевого водоснабжения сельских населенных пунктов // Экологические системы и приборы. 2001. - №3. - С.29-32.

102. Монтвила О.И. Улучшение показателей работы станций комплексной очистки воды, эксплуатируемых в зонах чрезвычайных экологических ситуаций // Межвуз. сборник трудов «Мелиорация антропогенных ландшафтов». Новочеркасск: НГМА. - 2003. - Т.18. - С.115-128.

103. Тишинская А.Д., Распопов Е.И., Шанина А.Ф. Обеззараживание «Нарзана» серебром в производственных условиях. Пятигорск, 1964. - 15 с.

104. Денисов В.В., Гутенев В.В., Монтвила О.И. Золотое русло «серебряной воды» // Армейский сборник. 2000. - №7. - С.66-69.

105. Жихарев Е.В. Обеззараживание воды и обеспечение сохранности ее органолептических свойств в автоцистернах / Тезисы докладов НТК НГМА. -Новочеркасск, 1997.-С. 18-20.

106. Ильичев Ф.Н., Дертев В.Б. Обеспечение водой военнослужащих в экстремальных условиях. / Тезисы докладов НТК НГМА. Новочеркасск, 1997. -С.21-22.

107. Аренштейн A.M. Применение сернокислой меди в борьбе с цветением воды. М.: ВОДГЕО, 1948. - 28с.

108. Потапченко Н.Г., Илляшенко В.В., Косинова В.Н. Изучение антимикробного действия пероксида водорода в присутствии различных металлов // Химия и технология воды. 1994. - Т. 16. - №2 - С.203-209.

109. Потапченко Н.Г., Илляшенко В.В., Савлук О.С. Обеззараживание воды при совместном воздействии пероксида водорода и ионов меди // Химия и технология воды. 1995. - Т.17. - №1 - С.78-83.

110. Хасанов М.Б. Повышение уровня экологической безопасности систем питьевого и оборотного водоснабжения, использующих озон. Дисс. канд.техн.наук (25.00.36 05.23.04). - Новочеркасск, 2001. - 166 с.

111. Гутенев В.В., Хасанов М.Б., Монтвила О.И., Ажгиревич А.И. Бактерицидные свойства ионов меди и влияние на них различных факторов // Вода и экология. 2001. - №3. - С.21-27.

112. Гутенев В.В., Денисова И.А., Монтвила О.И. Использование ионов меди в системах водоснабжения // Водоснабжение и сан.техника. 2002. - №1. -С. 14-16.

113. Гутенев В.В., Монтвила О.И., Ажгиревич А.И., Денисова И.А. Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов меди. Патент РФ на изобретение № 2182123. Бюл. №13 от 10.05.02 г.

114. Гутенев В.В., Павлов, Хасанов М.Б., Ажгиревич А.И. Экологические аспекты использования диоксида хлора и гипохлорита натрия в качестве дезинфектанта // Экологические системы и приборы. 2001. - № 11. - С.20-23.

115. Биологические обрастания в системе питьевого и технического водоснабжения и методы борьбы с ними. М.: Наукова думка, 1969. - 110 с.

116. Горюнова С.В., Демина Н.С. Водоросли проценты токсических веществ. - М.: Наука. 1974. - 256 с.

117. Россолимо JI.A. Проблема антропогенного евтрофирования озер и пути её решения // Изв. АН СССР. Сер. «География» 1971. - №1. - С.35-45.

118. Россолимо JI.A. Антропогенная евтрофикация водоемов // Итоги науки и техники. Общая экология. Биоценология. Гидробиология. М., 1975. -Т.2. - С.8-60.

119. Likens G.E. Eutropication and ecosystems // Nutr. And Eutrophic.: Limit Nutr.controversy. - Lawrense (Kans.) - 1992. - P.3-13.

120. Сиренко JI.A., Гавриленко М.Я. «Цветение» воды и евтрофирова-ние. -К.: Наукова думка, 1978. 232 с.

121. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова и А.И. Чекерса. М.: Колос, 2000. - 535 с.

122. Сиренко J1.A. Физиологические основы размножения синезеленых водорослей в водохранилищах. Киев: Наукова думка, 1972. - 204 с.

123. Кульский JI.A., Сиренко JI.A., Шкварко З.Н. Фитопланктон и вода. Киев: Наукова думка, 1986. - 135 с.

124. Hodgson J.M. Controlling Algae with RADA. 13-14 Western Weed Control's Conf. 1952. -P.136.

125. Slawinsky S. Preparat hymusowy jaro sroder zwalczania glonow // Przegl zool. 1958. - T.2. №1. - S.61-63.

126. Kramer D. Uber den Einsatz von Herbiziden zur chemizchen Entrantung von Entund Bewasserungegraben. Wfsserwirtsch. - Bd. 10. - №1. - S.33-38.

127. Fitzgerald G.P., Gerloff G.C., Skoog F. Studies on chemicals with selective toxicity to blue green algae // Sewage and Industr. Wasters. - 1952. -V.24. -P.888-896.

128. Монурон и симазин как альгициды против нитчатых водорослей / Л.П. Брагинский, В.Г. Гринь, С.В. Костенко, В.В. Лахин // Помеха в водоснабжении и пути их устранения: Труды Всесоюзного гидробиологического общества. 1963. - T.XIV. - С.52-65.

129. Брагинский Л.П. Пестициды и жизнь водоемов. Киев: Наукова думка, 1972.-226 с.

130. Брагинский Л.П. Принципиальные препятствия к применению химического метода борьбы с «цветением» воды в водохранилищах // Водные ресурсы. 1977. - №2.-€.5-16.

131. Шиманский Б.А. Активные меры борьбы с зарастанием водохранилищ-охладителей // Труды Всесоюзного гидробиологического общества. -М.,1963. T.XIV. - С.75-114.

132. Home A.S., Goldman Ch.R. Suppresion of nitrogen fixation by bly -green algae in a eutrophic lake with trace addition of copper // Science. 1974. -183, №4123.-P.409-411.

133. Гусева К.А. Действие меди на водоросли / Микробиология. 1940. - Т.9. - №5 - С.480-490.

134. Toth S.J., Riemer P.N. Algae control in farm pouds // Agr.Chem. -1968. -T.23. №9. - P. 16-19.

135. Sylva R.N. The environment chemistry of copper (II) in aquatic system // Water Res. -1976. -Т. 10. №9. - P.789-792.

136. Брагинский Л.П., Величко И.М., Изербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. —Киев: Наукова думка, 1987. 180 с.

137. Дмитриева А.Г., Кожанова О.Н., Дронина Н.Л. О роли металлов в жизни клетки водорослей: Тезисы докладов II междунар. конференции «Актуальные проблемы современной альгологии» // Альгология. Киев, 1999. - Т.9. -№9.-42 с.

138. Патин С.А., Ткаченко В.Н., Федотова Л.В. Поглощение и накопление Мп54 и Zn65 хлореллой // Труды Всесоюзного НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии. М., 1974. - Т.9. - С.58-62.

139. Костляев В .Я., Ягодка С.Н., Соколов В.А. Чувствительность Апа-baena spiroides к цинку и кобальту // Экологическая физиология и биохимия водных растений и микроорганизмов. 1977. - С.89-92.

140. Smith I.S., Carson B.L. Trace metalls in the environment. V.2., Silver. Ann.Arbor (Mich). - 1977. - P. 1 -9.

141. Cooper Ch.F., Jolly W.S. Ecological effect of Silver iodide and other weather modification agents: a revive // Wather Resources Res. 1970. - Т. 1. - P.88-98.

142. Acute toxicity tu selected fish and invertebrates / A.R. Lima., G. Curtes., D.E. Hammermeister., D.V. Call // Bull. Environ. Contain. Toxicol. 1982. - T.29. -№2. -P.95-104.

143. Toxicity of silver to steelhead and rainbow trout, fathead minnows and Dafnia magna / A.V.Nebeker, C.K. McAuliffe, R. Mshar, D.J. Stevens // Environ. Toxicol and Chem. 1983. - T.21. - P.95-104.

144. Effects of long-term exposure to silver or cupper on growth, bioaccumu-lation and histopatology in the blue mussed Mytilis edutis / A.Calabrese, J.R. Macines, D.A. Nelson, R.A. Greig, P.P. Yevich // Mar. Environ. Res. 1984. T.l. - P.37-46.

145. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйст-венное значение. М.: Изд. ВНИРО, 1999. - 304 с.

146. Татаринцева Н.И. Технология альгицидной обработки водоёмов для снижения негативных последствий развития синезеленых водорослей. Дисс. канд.техн.наук (25.00.36). Новочеркасск, НГМА, - 2002.- №2. - 222 с.

147. Татаринцева Н.И. Борьба с цветением воды в непроточных водоемах // Изв. вузов. Сев.Кавк.регион. Технические науки. 2001. - №2. - 105 с.

148. Татаринцева Н.И. Исследование индивидуального альгицидного действия ионов серебра, меди и цинка на пресноводный фитопланктон / НГМА. Новочеркасск, 2001.-33 с. - Деп. в ВИНИТИ 04.12.01.-№2518. - в 2001.

149. Торчинский Ю.М. Сера в белках. М.: Наука, 1977. - 302 с.

150. Мухамадияров Р.А. Влияние солей тяжелых металлов на клетки пресноводных растений: Дисс. канд.биолог.наук. Томск, 1991. - 174 с.

151. Агрохимия /Под ред. П.М. Смирнова и А.В. Петербургского. Изд. 3-е, перераб., и доп. М.: Колос, 1975. - 512 с.

152. Ковальский В.В., Андрианова Г.А. Микроэлементы в почвах СССР. -Москва, 1970.

153. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957.

154. Агафонов Е.В. Тяжелые металлы в черноземах Ростовской области // Материалы НПК «Тяжелые металлы и радионуклеиды в агросистемах» (21-24 декабря 1992 г.). Москва, 1994. - С.22-26.

155. Добровольский O.K. Микроэлементы в сельском хозяйстве. М.: Сельхозгиз, 1981.

156. Орлов Д.С. Химия почв. -М.:Изд-во МГУ, 1985.

157. Шишкина Д.Ю. Геохимия меди и цинка в агроландшафтах Ростовской области. Дисс. канд.географ.наук (11.00.11). Ростов-на-Дону. - 2000. -155 с.

158. Закруткин В.Е., Шкафенко Р.П., Шишкина Д.Ю. Геохимия меди в агроландшафтах Ростовской области // Известия вузов. Северо-Кавк. Регион. Естественные науки. 1996. - №3. - С.50-55.

159. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. Москва, 1981.

160. Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). Москва: Химия, 1970. - 792 с.

161. Власюк П.А. Использование микроэлементов в сельском хозяйстве / Сельскохозяйственная биология. 1996. - Т. 1. - №4. -С.21-25.

162. Власюк П.А., Карась М.Н. Динамика содержания марганца в почве и растениях // Агрохимия. 1965. - №1.

163. РД 20.1: 2: 3.19-25. Методика выполнения измерений Be, Bi, V, Cd, Со, Ag в питьевых, природных и сточных водах. Москва, 1997. - 15 с.

164. Кульский Л.А., Никитина С.В. Анализ малых количеств серебра в воде // Укр. Хим. Журн. 1962. - Т.28. - №8. - С.977-980.

165. Бабко А.К., Пятницкий И.В. Количественный анализ. М.: Высшая школа, 1968. - 495 с.

166. Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. М.: Химия, 1964. - 430 с.

167. Хелгесон Г.К. Комплексообразование в гидротермических растворах. М.: Мир, 1967. - 184 с.

168. Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И.Л. Кнунянц (гл.ред) и др. М.: Сов.энциклопедия, 1998. - 623 с.

169. Руководство по полевому водоснабжению войск. М.: Военное издательство. - 1985. - 104 с.

170. Войсковая фильтрационная станция ВФС 10. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное издательство. - 1989. - 160 с.

171. Войсковая фильтрационная станция ВФС 2,5. Практическое руководство по эксплуатации. - М.: Военное издательство. -1984. - 64 с.

172. Оганесов В.Е. Патент РФ № 2131399 от 11.03.98 г. Установка для обработки воды ионами серебра.

173. Риполь-Сарагоси Т.Д., Оганесов В.Е. Технология обеззараживания питьевой воды серебросодержащим дезинфицирующим препаратом ССД 200.- // Чистая вода, 2000. С.143-144.

174. Ермолаев П.Е. Аммиачное соединение серебра. / Труды 1-го ММИ, CRIV, 1935.-С.6-16.

175. Войнар А.О. Микроэлементы в живой природе. М.: Высшая школа, 1962.-128 с.

176. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. -М.: Химия, 1981.-632 с.

177. Практикум по общей и неорганической химии / Под ред. В.М. Таланова и М.Г. Смирновой // ч.1. Теоретические основы химии. Новочеркасск.- ЮРГТУ (НПИ), 1999. 174 с.

178. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий / Под ред. А.И. Назарова. М.: Стройиздат, 1977. -288с.

179. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение, наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1985. - 136 с.

180. Яковлев С.В., Стрелков А.К., Мало А.А. Охрана окружающей среды. -М.: Изд-во АСВ, 1998. 272 с.

181. Канцерогенные вещества: Справочник (материалы междунар. агентства по изучению рака) / Под ред. B.C. Турусова. М.: Медицина, 1987336 с.

182. Галогенсодержащие соединения в питьевой воде и здоровье населения / В.Г. Рябухин, П.П. Шахов, И.А. Будеев, М.Г. Михальченко // Научные труды Новосибирского медицинского института. Новосибирск, 1987. - Вып. 137.-С. 51 -53.

183. Carlo G.L. Cancer incidence and trigalomethane concentration in a public water system // Amer. J. Publ. Health. 1980. - V. 70. - №5. - P. 523 - 525.

184. Гончарук B.B., Потапченко Н.Г., Вакуленко В.Ф. Озонирование как ме тод подготовки питьевой воды: возможные побочные продукты и токсикологическая оценка // Химия и технология воды. 1995. - Т. 17. - Вып. 1. - С. 3-34.

185. Орлов В.А. Озонирование воды. М.: Стройиздат, 1984. - 89 с.

186. Драгинский B.JI. Озонирование при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и сан. техника. 1993. - №2. -С. 5-6.

187. Апельцина Е.И., Алексеева Л.П., Черская Н.О, Проблемы озонирования при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и сан. техника. 1992. -№4.-С. 9-11.

188. Singer Р.С. Assessing ozonation research needs in water treatment // J. Amer. Water Works Assoc. -1990. V. 82. - № 10. - P. 78 - 88.

189. Методика определения токсичности проб воды экспресс-методом (НИИ гигиены и профпатологии Минздрава СССР). Л.: ЦНТТМ «Квант»,1991.-112 с.

190. Н. Matsudo, Н. Yamamori, Т. Sato et al. Mutagenicity of ozonation products from humic substances and their components // Water Sci. and Technol.1992. V. 25. - №11. - P. 363 - 370.

191. P. Dolara, V. Ricci, D. Burrini, G. Griffini. Effect of ozonation and chlorination on the mutagenic potential of drinking water // Bull. Envir. Contan. Toxicol. 1981.-V. 27.-P. 1-6.

192. T. Sato, H. Yaniamori, H. Matsudo et al. An estimation of safety of ozonation and chlorination of a water purification plant // Water Sci. Technol. -1992.-№9/11.-P. 2385-2388.

193. H.J. Kool, G.F. Van Kreil. Formation and removal of mutagenic activity during drinking water preparation // Water Research. 1984. - V. 18. - №8. - P. 1011-1016.

194. R.Y. Miltner, H.T. Shukary, R.S. Summers. Disinfection by products formation and control by ozonation and biotreatment // Ibid. 1992. - V. 84. - №11. -P. 53-62.

195. Алексеева JI.П. Влияние сочетания озонирования и хлорирования воды на образование хлороформа // Химия и технология воды. 1986. - Т. 8. -№5.-С. 62-64.

196. D.K. Noot, W.B. Anderson, S.A. Daignault et al. Evaluation treatment process with the Ames mutagenicity assay // J. Amer. Water Works Assoc. 1989. -V. 81. - №9. - P. 97- 102.

197. Warming to ozone // Water and Waste Treat. 1992. - V.35.- №4. -P.12-16

198. Скурлатов Ю.И., Штамм E.M. Ультрафиолетовое излучение в процессах водоподготовки и водоочистки // Водоснабжение и сан. техника. 1997. - №9.-С. 14-18.

199. Свитин С.Н. Полевое водообеспечение войск в вооруженных конфликтах. Дисс. техн.нук (20.01.13). Москва, 2002. - 208 с.

200. Конышев И.В. Вода для гарнизона // Военно-экономический журнал. 1993.-№11.-С. 35-37.

201. Техническое описание и инструкция по эксплуатации переносного фильтра ПФ-200. М.: МО СССР, 1988. - 25 с.

202. Ерощев С.Ю., Пичуев Д.Ю., Гутенев В.В., Фалеев М.И. и др. Принципы создания ресурсосберегающей и экологически безопасной станции очистки и опреснения воды // Экологические системы и приборы. 2002. -№7. - С.9 -11.

203. Ерощев С.Ю., Микиртычев В.Я., Пичуев Д.Ю., Гутенев В.В. и др. Экологически безопасные технологии водоочистки в условиях чрезвычайных ситуаций // Водоснабжение и сан.техника. 2002. - №9. - С. 5 - 8.

204. Денисов В.В., Москаленко А.П., Гутенев В.В. Научные основы создания активированных технологий обеззараживания питьевой воды // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Технические науки. - 2005. - Приложение №1. -СЛ 52-155.

205. Характеристика бактериологических показателей воды

206. Вода артезианских скважин 0

207. Ключевая вода, защищенная от бактериальногозагрязнения 0-200

208. То же, не полностью защищенная 10-3000

209. Колодезная вода, защищенная от загрязнения 10-1000

210. То же, не полностью защищенная до 800001. Вода больших озер до 1500

211. Чистая речная вода до 125000

212. Поверхностная вода, очищенная через слой песка до 100

213. Микроорганизмы, находясь в природных условиях, постоянно подвергаются воздействию внешней среды, влиянию различных физических, химических и биологических факторов.

214. К относительно низким температурам бактерии малочувствительны, хотя под их воздействием замедляются процессы жизнедеятельности, и может наступить состояние анабиоза. Наибольшей устойчивостью характеризуются споры бактерий и плесневых грибов.

215. Время жизни патогенных микроорганизмов в природной воде (таблица П-1) зависит от сочетания указанных физических и химических факторов, интенсивности процессов самоочищения и т.д.

Информация о работе

Чумакова, Виктория Николаевна
кандидата технических наук
Новочеркасск, 2007
ВАК 25.00.36

Диссертация

Технология химико-биоцидной обработки воды в зонах чрезвычайной экологической ситуации - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы