Меню Рубрики

Анализ на хлороформ питьевая вода

«Гигиеническая оценка комплексного действия хлороформа питьевой воды Журнал «ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ» №2 2006г.»
11.05.2006 г.
Т. И. Иксанова, А. Г. Малышева, Е. Г. Растянников, Н. А. Егорова, Г. Н. Красовский, М. Г. Николаев

ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающем среды им. А. Н. Сысина РАМН; ЦРТДЮ им. А. В. Косарева, Москва В последнее десятилетие заметно меняется отношение к проблеме галогенсодержащих соединений, образующихся при хлорировании питьевой воды, и по-новому осознается ее значимость. Особенно отчетливо это прослеживается на примере хлороформа — представителя группы тригаломета-нов (ТГМ) — типичных и весьма распространенных побочных продуктов дезинфекции, присутствующих во всех водопроводных системах, где для обеззараживания питьевой воды используется хлор. Хлороформ встречается в питьевой воде наиболее часто и в более высоких концентрациях, чем остальные ТГМ (бромдихлорметан, дибромхлорме-тан и бромоформ), и рассматривается как индикатор содержания в ней продуктов хлорирования.

В 80—90-е годы прошлого века, когда появился ряд публикаций о выявлении галогенсодержащих соединений в питьевой воде, в наименьшей степени оказались затронуты вопросы, связанные с влиянием этих веществ на здоровье населения. Довольно продолжительное время имела место недооценка одной из наиболее значимых сторон их биологического действия — отдаленных эффектов, в частности канцерогенного действия. Хотя в экспериментах были получены данные о канцерогенности хлороформа для животных и по классификации МАИР он был отнесен к группе 2Б, в эпидемиологических исследованиях увеличение заболеваемости раком у людей, употреблявших хлорированную питьевую воду, в половине случаев наблюдений четко не подтверждалось [1]. Отношение к проблеме оставалось достаточно мягким: ВОЗ рекомендовала нормативную величину хлороформа в питьевой воде 200 мкг/л; аналогичный гигиенический норматив был установлен и в нашей стране.

Таблица 1
Влияние температуры воды при заполнении ванны на уровень содержания хлороформа в воздухе ванной комнаты

заполнения ванны водой из-под крана

Однако с середины 90-х годов появляются исследования, заставляющие по-иному взглянуть на ранее не считавшиеся столь опасными побочные продукты хлорирования питьевой воды. Современными методами химического анализа идентифицируются уже не 20, как в 80-е годы, а несколько десятков таких соединений. Накапливается достоверная информация по эпидемиологии случаев рака мочевого пузыря, толстой и прямой кишки, поджелудочной железы и головного мозга, связанных с употреблением хлорированной воды, содержащей ТГМ [7, 8 10, 13]. В ряде эпидемиологических исследований выявлено влияние ТГМ на репродуктивную функцию женщин: повышение частоты нарушений течения беременности, внутриутробного развития плода и появления врожденных уродств, вызванных хлорированной питьевой водой с концентрациями ТГМ более 80—100 мкг/л [6, 9, 12]. Аналогичные данные получены и в нашей стране [3]. Таким образом, к 2000 г. накопились многочисленные данные о неблагоприятном влиянии хлороформа на здоровье населения.

Было установлено также, что при использовании хлора для обеззараживания водопроводной воды хлороформ в бытовых условиях воздействует на человека несколькими путями: не только энтерально, но и через легкие с вдыхаемым воздухом. Причина же итогового комплексного поступления хлороформа в организм одна его присутствие в питьевой воде [2]. До последнего времени это не привлекало к себе должного внимания и при гигиеническом нормировании хлороформа в воде не учитывалось.

В течение 2003—2004 гг. нами были проведены исследования по определению количеств хлороформа, переходящих из питьевой воды в воздушную среду. Цель исследований — выявление значимости ингаляционного воздействия хлороформа на население в бытовых условиях при пользовании душем или ванной, а также при посещении плавательных бассейнов.

Определение хлороформа проводилось на хро-мато-масс-спектрометре БКВ-2091 с использованием кварцевой капиллярной хроматографической колонки 8РВ-11 длиной 60 мм и диаметром 0,36 мм (толщина пленки неподвижной фазы 1 мкм). Пробы воздуха отбирались в душевых кабинах и ванных комнатах жилых домов 4 округов Москвы: Восточного, Северо-Восточного, Южного и Центрального до, во время и после принятия душа или ванны с помощью портативного аспиратора фирмы «ВепсИх» (США). Параллельно отбирались для анализа на содержание хлороформа пробы водопроводной воды, которая использовалась для принятия душа или ванны. Кроме того, проводился отбор проб воздуха над водной поверхностью в закрытом плавательном бассейне Восточного округа во время тренировок пловцов. Большая часть экспериментов приходилась на весенне-летний сезон года. Объем пробы воздуха, прокачиваемого аспиратором через каждую сорбционную трубку с тенаксом ТА, составлял пять литров. В лабораторных условиях трубки помещали в термодесорбционное устройство хромато-масс-спектрометра и в течение 10 мин прогревали при температуре 270—290°С, осуществляя перенос сконцентрированных микропримесей в охлаждаемый жидким азотом У-образный стеклянный капилляр, состыкованный с кварцевой капиллярной колонкой. По завершении термодесорбции охлаждение капилляра жидким азотом прекращали и его погружали в стакан с горячей водой (около 95°С), в результате чего проба поступала в хроматографическую колонку. В течение первых 3 мин продвижение веществ по колонке проходило при открытой двери термостата, затем его закрывали и включали температурное программирование колонки со скоростью 6,5°С/мин до 250°С. Запись хроматограммы полного ионного тока осуществляли с помощью программного обеспечения ТеКшуеги Vector, а для идентификации хлороформа по масс-спектру использовали библиотеку \У11еу 275.

Результаты исследований представлены в табл. 1, 2 и 3. Полученные данные подтвердили факт перехода хлороформа из водопроводной воды в воздушную среду жилых помещений. При длительности наблюдения 20 мин и исходных концентрациях в воде 112—180 мкг/л накопление хлороформа в воздухе ванных комнат в значительной мере зависело от сопутствующих условий: температуры воды, интенсивности ее перемешивания в ванне, поступления через кран-смеситель или распыления через душевой рожок. Так, при наполнении ванны прохладной водой из-под крана с температурой воды 20°С переход хлороформа в воздух был минимальным — 6 мкг/м3 при фоновых показателях 5 мкг/м3.

Таблица 2
Влияние перемешивания воды, заполняющей ванну, на уровень содержания хлороформа в воздухе ванной комнаты (температура воды 35 ºC)

заполнения ванны водой из-под крана

Однако, если ванна наполнялась достаточно теплой водой (35°С), ситуация резко менялась. Концентрация хлороформа в воздушной среде возрастала в 15 раз (от фоновой 3 мкг/м3 до 44 мкг/м3) (табл. 1).

Дополнительное небольшое перемешивание воды в процессе принятия ванны приводило уже к 20-кратному увеличению поступления хлороформа в воздух. Еще больший переход хлороформа в воздух наблюдался при интенсивном перемешивании воды в ванне: его концентрация при этом возрастала почти в 50 раз — с 3 до 140 мкг/л (табл. 2).

В наибольшей степени увеличивало насыщение воздуха хлороформом пользование горячим душем: так, при фоновых уровнях хлороформа 3—5 мкг/м3 его концентрации в воздушной среде возрастали до 226—292 мкг/м3, т. е. в 54—93 раза, и особенно значительно, почти в 100 раз, в закрытой душевой кабине (табл. 3). При этом среднесуточная ПДК хлороформа в атмосферном воздухе (30 мкг/м3, ГН 2.1.6.1338-03) превышалась в 7,5—10 раз (хотя не вполне корректно проводить сопоставление кратковременных концентраций хлороформа с его гигиеническим нормативом, установленным для условий экспозиций в течение суток на протяжении всей жизни человека).

Таблица 3
Увеличение концентраций хлороформа во время принятия душа в помещении ванной комнаты или в закрытой душевой кабине

принятие горячего душа (39ºC) в течение 20 мин

Достаточно высокие концентрации хлороформа (167—232 мкг/л), по данным наших исследований, обнаруживались и в слое воздуха над водой закрытых плавательных бассейнов. Это хорошо согласуется с результатами работ зарубежных авторов (табл. 4), хотя в литературе имеются указания и на возможность еще большего насыщения хлороформом воздушного пространства закрытых бассейнов — до 2400 мкг/м3 и более [15]. Такие концентрации уже приближаются к уровням, предельным для производственных помещений: среднесменная ПДК хлороформа в воздухе рабочей зоны составляет 5000 мкг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03).

Таким образом, проведенные нами исследования подтвердили актуальность проблемы комплексного воздействия хлороформа питьевой воды на население в условиях нашей страны. Хроматограммы хлороформа в воздухе ванной комнаты до (а) и после (б) приема горячего душа. По оси абсцисс — номер масс спектра; по оси ординат — относительные единицы интенсивности.

Необходимо подчеркнуть, что ингаляционный путь поступления хлороформа в организм по значимости вполне сопоставим с энтеральным. По оценкам, сделанным для Канады, в бытовых условиях больше всего хлороформа население получает через легкие и с питьевой водой. Например, по результатам, полученным у 4 волонтеров, 10-минутный горячий душ по поглощенной дозе хлороформа эквивалентен употреблению для питья 2,7 л холодной воды той же водопроводной системы; 3-х -минутная ванна может дать большую нагрузку хлороформом, чем питье хлорированной водопроводной воды. Причем во время приема душа или ванны происходит и чрескожное проникновение вещества в организм, на долю которого приходится до 30% его общей дозы. В сумме в жилых помещениях человек (ориентировочно) получает с питьевой водой 32%. а через воздух и кожу — 68% ежедневной дозы хлороформа [16].

Из этого следует, что без учета комплексного воздействия хлороформа питьевой воды на человека его гигиенический норматив в воде не может обеспечить безвредность водопотребления для населения. Поэтому ПДК 200 мкг/л, долгое время принятая в нашей стране по рекомендациям ВОЗ и установленная без рассмотрения значимости множественных путей поступления вещества в организм, была пересмотрена и снижена до 100 мкг/л (ГН 2.1.5.1315-03). Еще более низкая величина — 60 мкг/л — уже утверждена Минздравсоцразвития России и включена в СанПиН 2.1.4.1116-02 как показатель безвредности органического загрязнения расфасованных вод первой категории. Кроме того, она использована при подготовке проекта технического регламента на качество питьевой воды. Переориентация контроля качества питьевой воды на более низкий уровень ПДК хлороформа создаст одновременно и благоприятные условия для снижения загрязнения воздушной среды жилых помещений. Тем самым будет достигаться и уменьшение суммарной суточной дозы воздействия хлороформа на организм человека.

В настоящее время становится ясно, что государственные меры по ужесточению гигиенического норматива хлороформа в питьевой воде должны дополняться внимательным отношением к факторам, способствующим увеличению воздействия этого соединения на население в бытовых условиях. Не только прием душа или ванны, но и любая повседневная бытовая деятельность человека — стирка, кипячение и сушка белья, мытье посуды, приготовление пищи, чая и т. д. — неизбежно сопровождается переходом хлороформа из воды в воздух жилых помещений. Количество хлороформа, которое может поступить через легкие в бытовых условиях, зависит от его концентрации в воздухе и времени пребывания в жилых и ванных комнатах. Естественно, максимальные дозы наберут неработающие взрослые и дети, большую часть времени проводящие дома, а также любители часто и подолгу принимать душ или ванну.

Воздушное пространство закрытых плавательных бассейнов, особенно непосредственно над водной поверхностью, содержит тем больше хлороформа, чем больше его концентрация в воде, выше температура воздуха и воды, интенсивнее ее перемешивание при плавании и др. Имеет значение и недостаточная эффективность вентиляции бассейна. Для посетителей и сотрудников плавательных бассейнов, кроме того, нужно учитывать и уровень физической активности: больше всего хлороформа поступит через легкие интенсивно тренирующихся спортсменов, объем легочной вентиляции у которых значительно выше, чем у спокойно плавающих людей или обслуживающего персонала.

В отношении чрескожного воздействия следует учитывать, что адсорбция через неповрежденную кожу зависит от концентрации хлороформа в воде, продолжительности контакта с водой и ее температуры [5, 11, 15]. Можно предположить, что особенно негативную роль этот путь поступления играет у новорожденных и детей первых лет жизни, так как площадь поверхности тела у них относительно больше, а кожные покровы обладают большей проницаемостью, чем у взрослых. То же можно сказать и об ингаляционном воздействии: дети — потенциально наиболее уязвимый контингент из-за возрастных особенностей функционирования дыхательной системы. Однако эти вопросы практически не исследованы и нуждаются в дальнейшем изучении, так же как и количественные аспекты динамики загрязнения, хлороформом воздушной среды жилых помещений в зависимости от вида и продолжительности хозяйственной деятельности человека с учетом допустимой суточной дозы (ДСД).

Тем не менее, исходя из вышесказанного можно дать общие рекомендации, позволяющие уменьшить поступление хлороформа в организм в бытовых условиях. Для этого целесообразно: обеспечить постоянную вентиляцию ванных комнат и душевых кабин в любое время года (оставлять приоткрытыми двери и не закрывать вентиляционные отверстия невзирая на сквозняки — накопление хлороформа более опасно!); как можно больше сокращать продолжительность горячих ванн и душа; обязательно проветривать квартиру во время и после стирки и сушки белья, а кухню — после приготовления пищи, кипячения воды, мытья посуды. В закрытых плавательных бассейнах практически единственный путь защиты посетителей и обслуживающего персонала от ингаляционного воздействия хлороформа — обеспечение оптимального режима вентиляции.

Таким образом, параллельно с ужесточением гигиенических требований к ПДК хлороформа в питьевой воде целесообразно разъяснять населению, какие индивидуальные усилия должны предприниматься для снижения комплексного воздействия этого соединения в бытовых условиях.

В перспективе необходимо решение вопроса о введении суммарного гигиенического норматива ТГМ питьевой воде на уровне 100 мкг/л, что будет способствовать более эффективному предупреждению неблагоприятного комплексного влияния на население как непосредственно хлороформа, так и других галогенсодержащих соединений, образующихся при дезинфекции воды хлором.

источник

И. Ю. АРУТЮНОВА1, О. Б. КАЛАШНИКОВА2

1Арутюнова Ирина Юрьевна, заместитель начальника Инженерно-технологического центра, ОАО «Мосводоканал»

121500, Россия, Москва, ул. В. Ботылева, 1, тел.: (499) 727-32-04, e-mail: arutunova_iy@mosvodokanal.ru

2Калашникова Ольга Борисовна, заместитель начальника, Рублевское отделение ИТЦ, ОАО «Мосводоканал»

Рассказано о применении метода предварительной аммонизации и хлорирования при подготовке москворецкой воды. Предложены две технологические схемы обработки воды. Представлены результаты лабораторных исследований по изучению динамики образования хлороформа во времени и определению максимальной эффективности снижения его концентрации при различных режимах предварительной аммонизации и хлорирования. Приведена сравнительная оценка интенсивности образования хлороформа при водоподготовке с применением предварительной аммонизации и хлорирования и по традиционной схеме очистки воды. Получен надежный технологический эффект, позволяющий не превышать норматив на содержание хлороформа в питьевой воде и обеспечивающий требуемое качество питьевой воды по основным химическим и микробиологическим показателям.

Ключевые слова: водоподготовка, хлороформ, предварительная аммонизация и хлорирование.

Хлорирование является одним из важнейших этапов подготовки питьевой воды, обеспечивающим ее надежное обеззараживание и поддерживание санитарного состояния сооружений. При обеззараживании хлором происходит его взаимодействие непосредственно с водой и органическими соединениями, присутствующими в природной воде, что приводит к образованию побочных продуктов дезинфекции, в том числе хлорорганических соединений (ХОС).

Читайте также:  Бак анализ воды в сэс

Процесс образования ХОС при хлорировании воды, а также концентрация этих веществ в обрабатываемой воде зависят от многих факторов и, прежде всего, от температуры воды и содержания органических соединений природного и антропогенного происхождения, например гумусовых веществ, нефтепродуктов и др. Кроме того, на образование ХОС в процессе очистки воды оказывает влияние концентрация и компонентный состав водного гумуса, а также другие особенности качества природной воды. Одним из источников образования ХОС могут служить микроводоросли, развивающиеся в водных объектах, что может явиться дополнительным фактором в сезонных колебаниях содержания ХОС в питьевой воде [1]. При обработке москворецкой и волжской воды наибольшие уровни содержания этих соединений наблюдаются в летний период при повышении температуры речной воды.

Помимо качественных характеристик очищаемой воды, образование ХОС существенно зависит от режима ее обработки на водопроводных станциях. В первую очередь это относится к этапу первичного хлорирования. Концентрация ХОС возрастает прямо пропорционально дозе хлора и времени контакта его с водой [2].

Наиболее часто при хлорировании воды обнаруживаются хлороформ, бромоформ, дибромхлорметан, бромдихлорметан. Эти соединения являются токсичными и канцерогенными и в концентрациях выше установленных ПДК могут создавать опасность для здоровья человека [3]. Из регистрируемых ХОС наиболее значимые концентрации наблюдаются для хлороформа, который отнесен по классификации МАИР1 к канцерогенным веществам группы 2Б.

Обзор мирового опыта обеззараживания хлором и поиск методов, позволяющих предотвратить образование ХОС в процессе водоподготовки, показал, что в настоящее время практически невозможно отказаться от использования хлорсодержащих реагентов при очистке поверхностных вод, что в основном связано с их бактериальной загрязненностью.

Во многих странах наблюдается тенденция снижения величины предельно допустимых концентраций ХОС. Произошло ужесточение норматива и в России – до 60 мкг/л (для хлороформа). В связи с этим поиск методов, позволяющих снизить содержание ХОС в питьевой воде, является одной из наиболее актуальных проблем в системах водоподготовки.

Предпочтение отдается технологическим решениям, направленным не на удаление ХОС, образованных при обработке воды, а на предотвращение или минимизацию их образования при хлорировании воды. Рациональным решением, позволяющим уменьшить образование ХОС в питьевой воде, является применение хлораммонизации на предварительной стадии обработки воды. При использовании связанного хлора, обладающего более низким окислительным потенциалом по сравнению со свободным хлором, в обрабатываемой воде образуется значительно меньшее количество ХОС. При этом эффективность обеззараживания в отношении основных индикаторных микроорганизмов, как правило, не уступает традиционному режиму. Поскольку связанный хлор обладает пролонгированным действием и способствует стабилизации величины остаточного хлора в фильтрате, это позволяет поддерживать значение СТ (произведение величины остаточного хлора на время контакта) на уровне, достаточном для достижения необходимого дезинфицирующего эффекта и поддержания санитарного состояния сооружений.

Описание технологического процесса

На экспериментальной станции очистки воды (ЭСОВ) ОАО «Мосводоканал» для обработки москворецкой воды был применен метод предварительной аммонизации и хлорирования. В ходе испытаний рассматривались две технологические схемы обработки воды (табл. 1).

Ввод аммиака и хлора (NH3 +Cl2)

Ввод коагулянта Al2(SO4)3 и флокулянта Praestol 650

Ввод аммиака и хлора (NH3 +Cl2)

В технологической схеме № 1 осуществлялся однократный ввод аммиака и хлора на стадии предварительной обработки воды в смесителе, в схеме № 2 – и в смесителе, и после фильтрации на кварцевом песке.

Для проведения предварительной аммонизации и хлорирования на сооружениях ЭСОВ рабочие дозы хлора и аммиака, а также их соотношения подбирались в условиях лабораторного эксперимента. Критериями подбора доз для работы сооружений являлись следующие факторы: отсутствие бактериологического и гидробиологического загрязнения; низкая концентрация хлороформа; концентрация остаточного хлора в фильтрате, предполагающая проведение основного хлорирования и аммонизации фильтрата, или величина остаточного хлора в фильтрате, обеспечивающая его содержание в резервуаре питьевой воды 1,1–1,2 мг/л без применения хлорирования и аммонизации фильтрата.

Результаты работы на экспериментальной технологической линии

Анализ данных, полученных в ходе эксперимента на технологической линии ЭСОВ в разные сезоны года, показал, что для работы сооружений в режиме предварительной аммонизации и хлорирования на москворецкой воде в качестве рабочего можно рекомендовать диапазон доз хлора 1,2–2,9 мг/л и аммиака 0,1–0,4 мг/л.

Питьевая вода, полученная при данных режимах обработки, по основным химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям качества соответствовала нормативу на питьевую воду. Средние данные за год по микробиологическим и гидробиологическим анализам воды, подтверждающие эффективность предварительной хлораммонизации, приведены в табл. 2.

источник

[ Ответ на тему ]

Автор Тема: действующий норматив на хлороформ в водопроводной воде
химик по случаю
Пользователь
Ранг: 95

11.01.2012 // 16:46:14 Уважаемые участники форума! Аналитики, держащие руку на пульсе, подкажите, пожалуйста, действующее значение ПДК хлороформа в водопроводной воде на территории РФ. В Сети информация ну уж очень пестрая, встречаются цифры 200, 100, 60 мкг/л, и почему-то все ссылаются на ГН 2.1.5.1315-03 и пишут о грядущем ужесточении и этих значений в техническом регламенте. Проясните, пожалуйста, ситуацию. Надеюсь на Вашу помощь.
Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
olga viktorovna
Пользователь
Ранг: 169

11.01.2012 // 19:28:48 В СанПиНе 2.1.4.1074 — на питьевую воду 200, затем вышли ГН 2.1.5.1315-03 — там 100, затем вышли ГН 2.1.5.2280-07 — там 60. Но после того как я обратилась по этому вопросу в ЦГСЭН — мне ответили, что пока 200, но якобы на эти ГН есть время доведения до этих значений сроком на 5 лет. Т.е. 60 — должно стать в 2012 году.
химик по случаю
Пользователь
Ранг: 95

12.01.2012 // 17:52:14 Ольга Викторовна, большое спасибо, всегда информационно поддерживаете. Спасибо!
химик по случаю
Пользователь
Ранг: 95

15.01.2012 // 17:38:41 Ольга Викторовна, если можно, два дополнительных глупых вопроса от меня.
1) в связи с дополнениями 2009 года номер СанПиНа на питьевую воду не становится разве новым — СанПиН 2.1.4.2496-09?
2) почему ПДК хлороформа в питьевой воде нормируют ГН (кот-ые ориентированы на водоемы/водные объекты), а не СанПиН? Объясните, пож-та, эти нюансы. Буду признателен за ответ.
olga viktorovna
Пользователь
Ранг: 169

17.01.2012 // 10:12:58 По поводу нового СанПиНа, в нем в п.1 указано «Внести изменения в СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Т.е. СанПиН 2.1.4.1074-01 остается действовать на питьевую воду холодного водоснабжения, а новый — это на горячее водоснабжение. Во всяком случае я так поняла да и в местном ЦГСЭН так объяснили.
Что касается нормативов на хлороформ — ГН вы совершенно правы указаны на водоемы, водоисточники. Но в самом СанПиНе показателей мало (только основные) — базовые, и в отсутствие показателей на которые необходимо равняться равняются на ГН. Хотя конечно же это не совсем корректно. Хотя если подумать если показателя будет норма в водоисточнике, то в питьевой воде его тоже будет норма (ну за исключением некоторых случаев веществ образующихся после обработки реагентами питьевой воды).
Что хочу сказать — если указан показатель в самом СанПиН — то на него и равняться надо, если нет — то на ГН. На хлороформ мы до сих пор оперируем ПДК 0,2 мг/л, и никто не цепает нас. Хотя я видела новую разработку документа, там уже ПДК намного ниже, приравнено к ГН (но на вступление этого закона, а потом доведение показателей до нормы уйдет аж 15 лет — и это оговорено в нем самом).
химик по случаю
Пользователь
Ранг: 95

17.01.2012 // 13:44:35 Ольга Викторовна, спасибо за исчерпывающие ответы и помощь. Спасибо!
Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
ФР.1.31.2010.07432 (ПНД Ф 14.1:2:4.168-2000) «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, природных и очищенных сточных водах методом ИК-спектрофотометрии на концентратомере КН-2м»
Методика предназначена для измерения массовых концентраций нефтепродуктов в водах от 0,02 до 2,00 мг/дм3.
[ Информация из каталога оборудования ANCHEM.RU ]
ТВК
Пользователь
Ранг: 499

17.08.2016 // 16:48:11 Редактировано 1 раз(а)

Поднимаю старую тему — ПДК на хлороформ в питьевой воде.
Кто-нибудь может ответить аргументировано?
Сообщения Ольги Викторовны прочитала, но она, по-моему, не совсем права.

1. Область применения ГН 1315 распространяется и на всю питьевую воду, и на горячую. В то время, как СанПиН 1074 — только на питьевую воду централизованных систем водоснабжения.
2. Дата ввода ГН 1315 позже, чем дата ввода СанПиН 1074.
3. Норматив на хлороформ в ГН 1315 жёстче, чем в СанПиН 1074.

Два последних обстоятельства для меня перетягивают чашу весов в пользу норматива, указанного в ГН, т.е. к 60 мкг/л.

Но должно же быть какое-то растолкование по применению этих документов.

Буду очень признательна за помощь в решении этой проблемы, как и за указанное направление дальнейших поисков.

clatrat
Пользователь
Ранг: 749

17.08.2016 // 19:44:06

ТВК пишет:
Поднимаю старую тему — ПДК на хлороформ в питьевой воде.
Кто-нибудь может ответить аргументировано?
Сообщения Ольги Викторовны прочитала, но она, по-моему, не совсем права.

1. Область применения ГН 1315 распространяется и на всю питьевую воду, и на горячую. В то время, как СанПиН 1074 — только на питьевую воду централизованных систем водоснабжения.
2. Дата ввода ГН 1315 позже, чем дата ввода СанПиН 1074.
3. Норматив на хлороформ в ГН 1315 жёстче, чем в СанПиН 1074.

Два последних обстоятельства для меня перетягивают чашу весов в пользу норматива, указанного в ГН, т.е. к 60 мкг/л.

Но должно же быть какое-то растолкование по применению этих документов.

Буду очень признательна за помощь в решении этой проблемы, как и за указанное направление дальнейших поисков.

источник

Экология/2.Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск

Днепропетровская городская СЕС

Качество и безопасность водопроводной воды

Согласно последним данным Всемирной Организации Здравоохранения, более 70% всех заболеваний человека связано с потреблением некачественной питьевой воды, причем постоянное потребление таковой способно сократить продолжительность жизни примерно на треть.

За примером, иллюстрирующим данный тезис, далеко ходить не надо. Хлор, используемый для обеззараживания воды, является достаточно сильным ядом, воздействующим на все ткани и органы, с которыми он контактирует. Конечно, концентрация хлора в водопроводной воде обычно невелика, однако, взаимодействуя с органикой (для обезвреживания которой он и применяется), хлор образует огромное количество разнообразных хлорорганических соединений, воздействие которых на живую клетку непредсказуемо.

Впрочем, не хлором единым опасна водопроводная вода, а его соединения. Предлагаю рассмотреть некоторые вещества находящиеся в водопроводной воде путь их появления в последней и результаты воздействия на наш организм.

Хлороформ. Источниками поступления в окружающую среду являются производства фармацевтической промышленности, пластмасс, хладонов, выхлопные газы автотранспорта, продукты горения.

В воду поступает главным образом за счет хлорирования, а также в составе сточных вод предприятий фармацевтической промышленности, производства лаков, красок, хладагентов. При хлорировании воды образуется за счет взаимодействия свободного хлора с органическими соединениями природного и антропогенного происхождения. На долю хлороформа приходится до 80% от образующихся в воде при её хлорировании галогенуглеводородов. Общее содержание хлорированных углеводородов в воде колеблется в пределах 1-100 мкг/л. Содержание хлороформа в речной воде, поступающей на обработку, не превышает 0,87 мкг/л. После хлорирования концентрация хлороформа увеличивается до 13,5 мкг/л. По другим данным концентрация колеблется в пределах 0-53,1 мкг/л.

Хлороформ вызывает профессиональные хронические отравления с преимущественным поражением печени и ЦНС.

Применение взвешенного регрессионного анализа выявило положительные корреляции между показателями смертности от рака прямой кишки и мочевого пузыря и уровнями содержания хлороформа в питьевой воде. Относится к группе 2Б.

Четырёххлористый углерод. В атмосферу поступает в составе промышленных выбросов предприятий, производящих растворители, пестициды, фотоматериалы, при фумигации зерна.

В водную среду поступает со сточными водами предприятий фармацевтической, текстильной, пищевой промышленности, производств органического синтеза и др.

Общий характер действия на теплокровных: вызывает наркоз, поражает ЦНС, печень, почки, Вызывает мутагенные, канцерогенные, эмбриотропные и гонадотропные эффекты. Высококоммулятивное соединение.

Хроническая интоксикация может протекать с преимущественным поражением почек, ЖКТ, печени; с нарушением зрения. Описаны случаи опухолей печени у людей с циррозом печени. У рабочих предприятий химчистки, где используется Ч.У.-повышенное число случаев рака дыхательной системы, шейки матки, лейкозов. По степени канцерогенности Ч.У. относится к группе 2Б-возможный канцероген для человека.

Трихлорэтилен. Содержится в выбросах и сточных водах производств растворителей жиров, воска, масел, красок, эфира. В водную среду поступает при её непосредственном загрязнении, при хлорировании.

Хроническое отравление протекает с поражением нервной системы, астенизацией, психосоматическим синдромом и др. Изменения в печени, почках, иногда с преимущественным поражением ЖКТ.

Бензо(а)пирен. Канцерогенные ПАУ широко распространены практически во всех сферах окружающей человека среды. Это дало основание для введения понятия фонового содержания канцерогенных ПАУ в окружающей среде (почва, водоёмы, растения).

Источники: промышленные предприятия, ТЭЦ, крупные и мелкие отопительные системы, транспорт. Пути поступления Б. в водоёмы- это в основном стоки всех видов. Существенную роль играет водный транспорт, загрязняющий воду маслами и нефтепродуктами.

Вода водоисточников: ПДК= 0,005 мкг/л, класс опасности 1

При дезинфекции воды хлором имеется опасность неблагоприятного воздействия на организм галогенопроизводных соединений.

В последние годы начаты интенсивные исследования по оценке влияния хлорорганических веществ на возникновение рака молочной железы. Хлорорганические соединения воздействуют на метаболизм половых стероидных гормонов или стимулирует их действие в организме.

Практика показала, что существующие традиционные сооружения водоподготовки и применяемые на них классические технологии уже не в состоянии обеспечить требуемое качество питьевой воды. Это объясняется нарастающим процессом деградации состава воды в поверхностных источниках, используемых в большинстве случаев также и в качестве естественных приёмников очищенных или неочищенных сточных вод. В природных водах идентифицировано более 2 тыс. органических соединений, в том числе в питьевой воде более 700. Все это говорит о пересмотре арсенала существующих технологических приёмов водоочистки и внедрения таких методов, которые могли бы обеспечить качество и безопасность подаваемой населению питьевой воды. По данным литературы, ряд идентифицированных в питьевой воде соединений обладает экспериментально установленной канцерогенной и мутагенной активностью. К ним относятся вещества, попадающие в воду из промышленных источников, а также соединения образующиеся в процессе водоподготовки.

Изучение процесса хлорирования воды на водопроводных сооружениях позволило установить, что при обеззараживании воды дозами хлора 10 — 15мг/л (гиперхлорирование) и при наличии в речной воде фенолов свыше ПДК, в питьевой воде количество хлорфенолов увеличивается в 10 — 14 раз, при этом содержание пентахлорфенола достигает 2,8 ПДК. Кроме того, в питьевой воде обнаруживаются 1,2-дихлорэтан до 1,2 ПДК и N — нитрозамины до 0,0001мкг/л. Хлорированная питьевая вода обладает высокой степенью токсичности и суммарной мутагенной активностью химических загрязнений (СМА).

Прослеживается зависимость уровня онкологической заболеваемости ЖКТ и КП от концентрации хлорорганических соединений в питьевой воде и степени её токсичности и СМА. Для рака лёгкого такой зависимости не выявлено. Предполагается, что из 100 случаев заболевания раком от 20 до 35 (преимущественно толстой кишки и мочевого пузыря) обусловлены потреблением питьевой воды.

Патогенетическая роль водного фактора в развитии неинфекционных заболеваний обусловлена в основном такими показателями качественного состава питьевой воды, как жесткость, мутность, цветность, высокое содержание нитратов, хлоридов, сульфатов, различных микро- и макроэлементов.

Таким образом, неоспорима важность изучения показателей питьевой воды, как одного из факторов риска для здоровья населения.

источник

С. В. ВОЛКОВ, С. В. КОСТЮЧЕНКО, Н. Н. КУДРЯВЦЕВ, А. Я. ГИЛЬБУХ, А. Д. СМИРНОВ

Исключение негативного воздействия на здоровье человека хлорорганических соединений в питьевой воде является одной из наиболее актуальных проблем в водном хозяйстве России.

В нормативные требования к качеству питьевой воды, приводимые в настоящее время в соответствие с рекомендациями ВОЗ [1], включается дополнительно целый ряд контролируемых показателей по токсичным органическим соединениям, в том числе хлорорганическим.

Очистные сооружения водопровода, обеспечивающие подготовку воды питьевого качества по традиционной схеме (коагулирование, отстаивание, фильтрование), не создают надежного барьера для попадания этих соединений в питьевую воду.

Основным источником образования токсичных хлорорганических соединений (тригалометаны, четыреххлористый углерод и т. д.) является первичное хлорирование. Как показывает практика эксплуатации очистных сооружений водопровода, общее содержание хлорорганических соединений после ввода первичного хлора дозой 3-5 мг/л увеличивается по отношению к исходной воде в десятки раз [2].

Задача по исключению возможности образования хлорорганических соединений в процессе подготовки питьевой воды может быть решена наиболее эффективно посредством: сокращения содержания органических соединений в исходной воде за счет предварительной ее очистки до ввода в нее хлора; исключения из схемы подготовки питьевой воды применения хлора и хлорсодержащих реагентов. Если первый способ (технически выполнимый) представляется чрезвычайно дорогостоящим, то второй вполне реален и является перспективным.

Исключение первичного хлорирования требует внедрения других методов, обеспечивающих высокую степень инактивации вирусов и бактерий при полном отсутствии побочных токсичных продуктов, а также в комплексе с остальными технологическими элементами очистки и вторичным обеззараживанием, гарантирующим качество питьевой воды по микробиологическим показателям. При этом эффективность коагуляционной обработки воды должна оставаться высокой.

В качестве одного из наиболее реальных и высокоэффективных методов, позволяющих отказаться от первичного хлорирования полностью или частично, рекомендуется озонирование. Озонирование, являясь эффективным окислительным методом, позволяющим обеспечивать барьерную роль очистных сооружений водопровода по отношению к хлорорганическим и прочим органическим соединениям, обладает существенными недостатками, которые характерны для любого окислительного метода:


  • эффективность озонирования зависит от физико-химического состава обрабатываемой воды (мутности, цветности, рН, щелочности) и может как улучшить процесс коагуляции, так и осложнить его, что затрудняет процесс оптимизации очистки воды в целом [3];
  • механизм воздействия озона на содержащиеся в воде органические соединения не создает условий для их полного уничтожения, а видоизменяет их с образованием других органических веществ, которые могут оказать отрицательное воздействие на здоровье человека, а содержание их в питьевой воде нормируется [4];
  • известно также явление интенсификации в разводящих сетях водопровода повторного роста болезнетворных микроорганизмов, источником которого служат биоразлагаемые органические соединения, образующиеся в процессе озонирования [5];
  • озон в обслуживании более опасный токсичный ингредиент, чем хлор, он усиливает процессы коррозии, может взрываться, требует подготовленного обслуживающего персонала и специальных мер безопасности.


Практическое внедрение озонирования в очистные сооружения водопровода требует их существенной реконструкции в части введения в готовую гидравлическую схему движения воды контактной камеры для смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой. При этом возникает необходимость подкачки общего потока обрабатываемой воды или значительно усложняется строительная конструкция контактной камеры.

Существует также проблема дополнительной утилизации растворенного озона перед поступлением обработанной озоном воды в открытые емкостные сооружения, расположенные в помещениях очистных сооружений.

Технологическая схема озонирования, имеющая большое количество различных технических операций (компремирование воздуха, его осушка и охлаждение, генерация озона, транспортировка озоновоздушной смеси, ее смешение с обрабатываемой водой, разложение избыточной озоновоздушной смеси, выпуск остаточного количества в атмосферу), требует, особенно для крупных очистных сооружений, строительства дополнительных зданий и сооружений, а также значительных производственных площадей. Необходимы вспомогательные устройства и сооружения, обеспечивающие подготовку и подачу охлаждающей (в том числе низкотемпературной) воды для озонаторов, компрессоров и установок осушки воздуха, обеспечение проектируемых сооружений внешними электро- и теплоснабжением.

В целях повышения эффективности изъятия из воды специфических органических загрязнений, а также для задержания образующихся в процессе озонирования органических продуктов рекомендуется схема, сочетающая озонирование с последующей сорбционной доочисткой на фильтровальных сооружениях с активными гранулированными углями [1]. Подготовка питьевой воды с использованием озонирования и сорбции требует значительных капитальных вложений, составляющих до 60 % стоимости очистных сооружений водопровода [6], и больших эксплуатационных расходов, связанных с высокой энергоемкостью процесса озонирования, а также на обеспечение вспомогательных операций подготовки и подачи озоновоздушной смеси. Применение сорбционных угольных фильтров требует периодической регенерации гранулированных активных углей, что связанно с организацией перемещения больших количеств загрузочного материала. На крупных очистных сооружениях это трудно реализуется и ведет к значительным эксплуатационным затратам.

Учитывая вышеизложенное, актуальной является проблема выявления альтернативного озонированию и хлорированию метода обеззараживания воды, позволяющего одновременно решить проблему исключения образования хлорорганических соединений. Весьма перспективной в этом отношении представляется технология обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением, бурно развивающаяся в последнее десятилетие в странах Европы, США и Канаде.

Внедрение УФ-комплексов в технологические схемы подготовки питьевой воды вместо первичного хлорирования позволяет решить проблему продуцирования хлорорганических соединений и обеспечить необходимую технологическую надежность сооружений водопровода [7].

Принципиальным преимуществом УФ-технологии перед окислительными методами является отсутствие влияния на физико-химические показатели обрабатываемой воды при высоком вируцидном и бактерицидном действии (более эффективном, чем при хлорировании).

В настоящее время создано эффективное отечественное УФ-обо-рудование, имеющее высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели и позволяющее применять УФ-технологию на средних и крупных коммунальных объектах. При этом, как правило, ввод комплексов УФ-обеззараживания в действующие очистные сооружения обеспечивается без значительных строительно-монтажных работ и не требует строительства отдельных зданий.

Следует, однако, иметь в виду, что в этом случае гарантированное качество питьевой воды обеспечивается при отсутствии в исходной воде содержания специфических органических загрязнении в количестве, требующем применения окислительных либо окислительно-сорбционных методов (выше ПДК).

Примером исключения образования хлорорганических соединений в питьевой воде при замене первичного хлора на УФ-излучение являются очистные сооружения водопровода Автозаводского района г. Тольятти, на которых в 1996 г. внедрен комплекс УФ-излучения из четырех установок типа УДВ-1000/288 на одной из технологических цепочек подготовки воды питьевого качества производительностью 102 000 м3/сут.

Результаты комплексных технологических исследований действующих очистных сооружений, выполненных специалистами ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО в 1995 г. [8], свидетельствуют следующее. В ранее действующей технологической схеме подготовки питьевой воды (с вводом первичного хлора) при качестве исходной речной воды, отбираемой из Куйбышевского водохранилища, соответствующем нормативным требованиям для воды питьевого качества по специфичным органическим (в том числе хлорорганическим) соединениям, после ввода первичного хлора общее содержание летучих галогенорганических соединений увеличивалось в 67,5 раза. Это свидетельствует о том, что существующая технология продуцирует хлорорганические соединения.

В то же время не наблюдалось образования хлорорганических соединений в цепочке с обработкой воды ультрафиолетовым излучением без ввода хлора. Полученные результаты наглядно подтверждают реальную возможность исключения образования хлорорганических соединений в питьевой воде при замене первичного хлорирования на УФ-излучение, что рекомендовано для повышения барьерной роли действующих очистных сооружений водопровода и реализовано в 1996 г. на всю их производительность. При ухудшении качества исходной речной воды по специфическим органическим загрязнениям возможно применение в сочетании с УФ-излучением сорбционного метода с вводом в смесители очистных сооружений порошкообразных активных углей, что позволяет многократно снизить концентрацию хлорорганических соединений (например, хлороформа в 8-10 раз, дихлорбромметана в 10-14 раз). Совмещение технологии УФ-излуче-ния с сорбционным методом перспективно и при высокой загрязненности исходной воды другими органическими загрязнениями.

Выявлена и подтверждена на практике возможность решения проблемы исключения образования хлорорганических соединений в питьевой воде посредством внедрения в традиционные схемы водоподготовки вместо первичного хлорирования комплексов УФ-облучения, разработанных и выпускаемых НПО «ЛИТ» (Москва). В первую очередь. это решение применимо для очистных сооружений, использующих в качестве исходной воду поверхностных источников с небольшим содержанием специфических органических загрязнений. Экспериментально установлено и обоснована возможность внедрения метода УФ-обеззараживания в сочетании с сорбционным методом для обеспечения необходимого качества питьевой воды при превышении содержания в исходной воде специфических органических загрязнений нормативных (для питьевой воды) значений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Руководство по контролю качества питьевой воды: Рекомендации / ВОЗ. Т. 1. – М.: Медицина, 1994.
2. Новые решения в подготовке питьевых вод / М. Г. Журба, Т. Н. Любина, Е. А. Мезенева и др. // Водоснабжение и сан. техника. 1994. № I.
3. Апельцина Е. И., Алексеева Л. П., Черская Н. О. Проблемы озонирования при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и сан. техника. 1992. №4.
4. Драгинский В. Л., Алексеева Л. П. Применение озона в технологии подготовки воды: Информ. матер. – М.: Информ. центр «Озон», 1996. Вып. 2.
5. Schmidt W. Systematic investigation of aldehyde and keto acid formation after ozooation and chlorination: their influence on bacterial regrowth in drinking water treatment // Proc. of Regional Conf. on Ozone Ultraviolet Light, Advanced Oxidation Processes in Water Treatment. – Amsterdam, 1996, Sept.
6. Методические рекомендации по применению озонирования и сорбцион-ных методов в технологии очистки воды от загрязнений природного и антропогенного происхождения – М., НИИ КВОВ, 1995.
7. Liberti L. Advanced Techniques for Water Disinfection // Proc. of Regional Conf. on Ozone Ultraviolet Light, Advanced Oxidation Processes in Water Treatment. -Amsterdam, 1996, Sept.
8. Разработка технических решений для повышения барьерной роли сооружений ВАЗ по подготовке хозяйственно-питьевой воды: Отчет / ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО-М., 1996.

Телефон Вашего консультанта:
+7 812 320 44 20

источник

Летучие галогеналканы образуются в питьевых водах в ходе их обеззараживания (дезинфекции) хлором. Экспериментальная оценка влияния условий водоподготовки на образование этих опасных соединений в питьевой воде показала [52], что с увеличением дозы хлора, а также величины pH природной воды концентрация галогеналканов в питьевой воде возрастает. Причем количество хлороформа в питьевых водах России обычно на 1—3 порядка превышает концентрацию других галогенсодержащих ЛОС [603—607].

Ответственными за образование хлороформа при хлорировании воды являются оксосоединения, имеющие одну или несколько карбонильных групп, находящихся в м- или «-положении, а также соединения, содержащие фенольные группы, способные к мезомерному взаимодействию с ароматическим ядром с образованием карбонильных соединений [52].

В зависимости от состава и количества органических примесей в природных водах, поступающих на водопроводные станции для предварительной очистки и водоподготовки (например, дезинфекции хлорированием или озонированием), в питьевой воде могут образоваться сложные смеси ЛОС, содержащие более 20 галогеналканов (см. табл. III.5). Разобраться в составе таких смесей (часто содержащих неизвестные соединения) бывает достаточно трудно даже с помощью ГХ/МС. Применение более информативных гибридных методов, например ГХ/МС/ИК-фурье, позволяет обнаружить ранее неизвестные продукты дезинфекции воды [53].

Для определения вторичных (побочных) продуктов дезинфекции воды в США разработали автоматический метод на основе ПФА/ТФЭ в сочетании с ГХ/МС [461]. В водопроводной воде этим методом определяли хлороформ, бромдихлорметан, дибромхлорметан и бромоформ, а также метил-/л/?

Рис. III.28. Схема термодесорбции и криогенного ввода ЛОС, накопленных в концентраторе, в газохроматографическую систему [52]. I — подача газа-носителя (гелия); 2 — 4-ходовой кран; 3 — концентратор; 4 — «петля»; 5 — капиллярная колонка; 6 — ПИД; 7 — потенциометр; 8 — сосуд Дьюара с жидким азотом; 9 — обогреваемый сосуд с силиконовым маслом.

теля в аналитическую колонку, минуя концентратор. Разделение ЛОС осуществляли на капиллярной колонке с силиконовой НЖФ при использовании в качестве детектора ПИД в условиях программирования температуры до 160 °С со скоростью 5 °С/мин.

Разработанный метод использовали при изучении ЛОС в питьевых водах шестнадцати водопроводных станций, работающих на водах рек Волги, Оки, а также рек северо-западной части страны, Урала и Сибири.

На выбранных водопроводных станциях применялись различные технологические схемы водоподготовки и методы реагентной обработки воды. Контроль с применением разработанной методики осуществляли многократно в разные времена года. Были идентифицированы низкомолекулярные компоненты нефтепродуктов, карбонильные соединения, эфиры и др. При этом состав летучих органических загрязнителей питьевых вод был во многом тождествен составу ЛОС исходных природных вод, что указывало на источник их поступления.

Идентифицированные летучие галогеналканы в питьевых водах были представлены хлороформом, 1,2-дихлорэтаном, четыреххлористым углеродом, бромдихлорметаном и др., отсутствующими в исходных природных водах. При этом количество хлороформа обычно на 1—3 порядка превышало содержание других галогенсодержащих ЛОС.

Во всех случаях образование основных концентраций галогенсодержащих ЛОС отмечалось после первичного хлорирования воды и сохранялось вплоть до резервуара чистой воды.

Пример состава ЛОС, идентифицированных в реальной питьевой воде с помощью разработанного метода, представлен в табл. III.24.

Таблица III.24. Пример состава ЛОС, идентифицированных в питьевой воде |52|

На основании полученных данных обследования был сделан вывод о том, что существующие сооружения и технологии водоподготовки не являются барьерами в отношении ЛОС. При этом присутствие в питьевых водах летучих галогеналканов (ЛОС — наиболее токсичной группы) в основном не связано с недостаточной очисткой исходных природных вод от указанных загрязнений, а обусловлено применяемыми технологическими режимами водоподготовки на водопроводных станциях. Поэтому разработка мер по снижению уровня загрязнения питьевых вод галогенсодержащими ЛОС является одной из важнейших задач по обеспечению безопасности питьевой воды [52J.

Газохроматографическая методика [52] позволяет определять ЛОС в питьевых и природных водах в реальных концентрациях (нижняя граница определяемых содержаний для различных соединений 0,1—2,5 мкг/л), что представило возможность изучения этих примесей на водопроводных станциях ряда регионов России.

Для целей технологического контроля галогенсодержащих ЛОС в питьевых и природных водах была разработана экспрессная газохроматографическая методика определения наиболее токсичной группы ЛОС — летучих галогеналканов с нижней границей определяемых содержаний 0,02 мкг/л. Методика основана на ПФА/ГХ/ЭЗД с использованием насадочной колонки. Относительно низкие значения коэффициентов распределения большинства галогеналканов между жидкой и газовой фазами позволяют использовать однократную газовую экстракцию в статическом варианте.

В сосуд для газовой экстракции помещают 1 мл насыщенного водного раствора сульфата натрия, 2 мл фосфатного буфера и пробу анализируемой воды 100 мл. Сосуд интенсивно встряхивают и оставляют на 25— 30 мин. В случае если температура в помещении отличается от 20 °С более чем на 2 °С, сосуд с пробой термостатируют при 20 °С.

После установления равновесия аликвоту равновесной газовой фазы через дозирующую петлю направляют в аналитическую колонку, запол-

Рис. III.29. Хроматограмма галогенсодержащих ЛОС в питьевой воде. 1 — хлороформ; 2 — четыреххлористый углерод; 3 — бромдихлорметан; 4 — дибромхлорметан; 5 — бромоформ.

ненную хромосорбом AW-HMDS, содержащим 15% DC-550x. Начальную часть колонки заполняют поглотителем влаги с фосфорным ангидридом.

На рис. III.29 приведен пример хроматограмм галогенсодержащих Л ОС в питьевой воде. Идентификацию пиков проводили по совпадению их параметров удерживания с данными, полученными для известных веществ. Количественную интерпретацию хроматограмм проводили методом абсолютной градуировки для каждого используемого диапазона чувствительности детектора.

Минимально определяемые концентрации некоторых галогенсодержащих ЛОС при использовании данной методики анализа составили для четыреххлористого углерода, тетрахлорэтилена, бромдихлорметана, хлороформа, трихлорэтилена, дибромхлорметана, трихлорэтана, 1,2-дихлорэтана и бромоформа соответственно 0,02; 0,05; 0,1; 0,3; 0,4; 0,4; 0,4; 0,6 и

2,5 мкг/л. Метрологическая оценка описанного метода анализа показала его удовлетворительную воспроизводимость и надежность: относительная погрешность метода составила в| = 2,48%, относительное стандартное отклонение Sr 0,0235.

Важным показателем качества питьевой и природной вод служит суммарное (общее) содержание органических примесей, о котором можно судить по содержанию в воде общего органического углерода (ООУ). Для определения ООУ использовалась оригинальная отечественная методика, основанная на реакционной газовой хроматографии [52]. Сначала растворенные в воде органические примеси превращались в термоокислительном реакторе в ССЬ, который поступал в метанатор, где восстанавливался до СН4, фиксируемого с помощью ПИД.

Определение ООУ помогает оценить эффективность различных технологических этапов обработки воды (табл. III.25). Кроме того, количество ООУ в воде является косвенной рекомендацией для нахождения оптимальной концентрации обеззараживающих реагентов (хлора и озона). Из табл. II 1.25, в которой показано содержание ЛОС в различных типах вод и на различных стадиях очистки воды, видно, что содержание Л ОС особенно велико в питьевой воде (Рублевская водопроводная станция) — почти в 4 раза выше, чем в р. Москве, что связано с образованием вторичных ЛОС — продуктов хлорирования воды (см. выше).

В методиках ЕРА 551 в 551.1 для определения 20 галогенсодержащих ЛОС применяют ГХ/ЭЗД и ГХ/МС [6, 21], см. также разд. 2.1.1 и 2.1.3. В этом случае пробоподготовка заключается в газовой экстракции и концентрировании ЛОС в трубке с сорбентом VOCARB 4000 (смесь карбо- пака и карбоксенов) с последующей термодесорбцией аналита и его хроматографированием на капиллярной колонке (30 м х 0,25 мм) с силиконом CP-Sil 13 СВ при использовании в качестве детектора ЭЗД или МСД. После ТФМЭ можно определять и такие побочные продукты дезинфекции воды, как хлор- и бромцианы [209]. Они опасны тем, что в человеческом организме метаболизируют до цианида.

Тригалогенметаны (см. также разд. 3.1) и другие хлоруглеводороды как побочные продукты дезинфекции воды определяли методом газовой хроматографии в хлорированной питьевой воде, производимой на очистном заводе в Марокко [504J.

Для определения хлоральгидрата — полярного хлорсодержащего соединения, используемого в производстве ДДТ (из-за своей токсичности оно включено в список приоритетных для ЕС загрязнений воды), используют реакционную газовую хроматографию [6]. Хлоральгидрат превращается в хлороформ, определяемый после газовой экстракции и концентрирования в ловушке с сорбентом методом ГХ/МС. Полностью эта методика приведена в [27].

Таблица III.25. Содержание ЛОС в водных объектах |52|

источник

Вода – единственный ресурс природы, который не имеет заменителя. Вода —источник жизни не только для человека и животных, но и среда обитания для различных микроорганизмов, бактерий и вирусов. Защитить организм от возможной вирусной и бактериальной атаки в современных условиях можно несколькими способами. Самый простой, но не самый безопасный — это дезинфекция, т.е. хлорирование воды.

По мнению многих ученых, хлорирование воды — это самое крупное изобретение в медицине, а точнее в профилактической гигиене XX века, принесшее огромную пользу человеку. Именно хлорирование воды, а не открытие антибиотиков, инсулина или пересадка сердца спасло больше всего жизней. Оно остановило распространение кишечных инфекций в крупных городах мира.

Впервые хлор для обеззараживания воды стали использовать в Лондоне после эпидемии холеры 1870 года. В России хлорирование воды было осуществлено в 1908 году, также в связи с эпидемией холеры. В дальнейшем, его проводили в Кронштадте, Нижнем Новгороде, Ростове-на-Дону, Петербурге. На первых порах, хлорирование воды применялось эпизодически, по мере возникновения вспышек кишечных инфекций. В последующие годы хлорирование воды как эффективное средство борьбы с инфекционными заболеваниями распространилось во всем мире быстрыми темпами, и в настоящее время такой водой пользуются многие сотни миллионов людей во всем мире.

Для чего же производится хлорирование питьевой воды? Как известно, источниками питьевой воды в большинстве городов России являются реки, водохранилища, озера — так называемые наземные или поверхностные источники. Водные наземные источники – это среда обитания множества макро- и микроорганизмов, болезнетворных бактерий, также в воде растворено очень много химических элементов, которые не только ухудшают органолептические свойства воды, но и делают ее не безопасной для человека. Без предварительной очистки такую воду пить нельзя. Прежде чем поступить в городскую систему водоснабжения вода должна пройти этапы водоподготовки:

— Механическая фильтрация (первый этап):

Первый этап водоподготовки позволяет удалить из воды видимые твердые и волокнистые включения: песок, ржавчину и т. д. При механической обработке воду последовательно пропускают через ряд фильтров с уменьшающимся размером ячеек.

Технология используется для приведения химического состава и качественных показателей воды к норме.

В свою очередь, в зависимости от первоначальных характеристик воды, химическая обработка может включать такие этапы, как: отстаивание, коагуляцию, умягчение, осветление, аэрацию, деминерализацию и фильтрацию.

Одним из важных этапов водоподготовки является обеззараживание, в данном случае хлорирование. Хлорирование это один из способов удаления из жидкости болезнетворных бактерий, палочки тифа, холеры и других инфекций, а также для снижения цветности воды. Хлорирование как метод обеззараживания питьевой воды основан на том, что свободный хлор и его соединения способны угнетающе действовать на ферментативные системы микроорганизмов, ускоряющие реакцию в окислительно-восстановительных процессах. Это в свою очередь означает, что хлор способен разрушать любую органику и создавать на ее основе хлорорганические соединения.

Для обеззараживания чаще всего используют такие хлорагенты, как хлорную известь или газообразный (элементарный) хлор. В Москве, с целью повышения надежности и безопасности производства питьевой воды за счет исключения из обращения жидкого хлора в 2012 году завершен перевод всех станциях водоподготовки на новый реагент – гипохлорит натрия. Количество хлорагента, необходимого для обеззараживания воды определенного объема, определяется по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде. Правильное назначение «дозы хлора» является исключительно важным. Недостаточное количество хлорагента может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия, а излишняя доза ухудшит вкусовые качества воды. Поэтому количество хлорагента должно быть установлено в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании опытов с ней. Расчетная доза хлорагента при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков). Показателем достаточности принятой дозы «хлора» служит наличие в воде так называемого остаточного свободного хлора. Остаточный свободный хлор – это хлор, входящий в состав хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, которые образуются при попадании гипохлорита натрия в воду. Остаточный свободный хлор остается в воде от введенной дозы хлорагента после окисления находящихся в воде веществ.

Согласно требованиям нормативных документов, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3— 0,5 мг/л.
При введении хлорагента в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю.

К преимуществам хлорирования относится:

· высокая бактерицидная эффективность;

· простота контроля за эффективностью обеззараживания;

· экономичность при расходе;

· способность длительное время консервировать уже очищенную воду;

· устранение цветности воды, её запаха и вкуса.

На данный момент хлорирование является самым проверенным и наиболее дешевым методом обеззараживания воды.

Только после прохождения воды через все этапы очистки, она поступает в распределительную сеть трубопроводов.

Но при всех преимуществах такого незаменимого этапа очистки воды хлорсодержащими веществами, в скором времени были обнаружены негативные последствия

Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора. Он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами, находящимися в воде, а в воде из поверхностных источников находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также всевозможных красителей, ПАВ, фенолов, нефтепродуктов. Такие процессы происходят не только во время первичной очистки (до поступления в распределительную сеть), но и в самой сети трубопроводов.

В результате этих процессов образуются канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды, такие как:

· Хлороформ, — обладает канцерогенной активностью;

· Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан, — обладают мутагенными свойствами;

· 2, 4, 6 – трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы, — иммунотоксичные и канцерогенные вещества;

· тригалогенметаны – канцерогенные соединения хлора.

При использовании этого метода обеззараживания можно сделать вывод, что исключительно важно правильно подобрать необходимую дозу «хлора», которая обеспечит безопасность питьевой воды и не ухудшит ее свойства.

Вышеперечисленные хлорсодержащие токсины оказывают замедленное угнетающие воздействие на организм человека. Очистка питьевой воды от хлора не решает проблемы, так как многие из опасных соединений образующиеся в воде в процессе ее хлорирования попадают в организм человека через кожу, во время мытья, приема ванн или посещения бассейна. По некоторым данным, часовое принятие ванны, содержащей в избыточном количестве хлорированную воду соответствует десяти литрам выпитой хлорированной воды. Ранее считалось, что хлорированная вода не оказывает на здоровье человека неблагоприятного действия. По мнению некоторых исследователей, с употреблением загрязненной воды может быть связано от 30 до 50% случаев злокачественных опухолей. В настоящее время ученые во всем мире исследуют эту проблему. Они связывают многие опасные заболевания с попаданием в человеческий организм хлора или вредных побочных продуктов хлорирования воды.

В последнее время появляются все новые методы обеззараживания воды, такие как:

-Ультразвуковое воздействие. За счет того, что под воздействием ультразвука происходят резкие перепады давления, микроорганизмы разрушаются. Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Преимуществом является нечувствительность к высокой мутности и цветности воды, а также возможность воздействовать на большинство форм микроорганизмов.

— УФ-излучение. Эта методика основана на обработке воды ультрафиолетом. Тот факт, что УФ-лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы, лежит в основе данного метода.

— Озонирование. Озон, так же как и хлор, является сильным окислителем. Проникая сквозь оболочки микроорганизмов, он разрушает стенки клетки и убивает ее. Озон хорошо справляется как с обеззараживанием воды, так и с ее обесцвечиванием и дезодорированные. Способен окислять железо и марганец. Обладая высоким антисептическим действием, озон разрушает вредные микроорганизмы в сотни раз быстрее, чем другие реагенты. В отличие от хлора, уничтожает практически все известные виды микроорганизмов. При распаде реагент преобразуется в кислород, который насыщает организм человека на клеточном уровне. Быстрый распад озона в то же время является и недостатком данного метода, поскольку уже через 15-20 мин. после процедуры, вода может подвергнуться повторному заражению.

Но эти методы объединяет один существенный недостаток — они пока еще дороже хлорирования и не гарантируют 100% безопасности обработанной воды. А потому отказываться от хлора еще рано.

Лаборатория санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС» с начала 2018 года проводит государственную работу по оценке соответствия качества воды, подаваемой в помещения жилого, общественного, производственного и служебного назначения требованиям технических регламентов и проектной документации. В рамках данной работы, в том числе, контролируется содержание остаточного свободного хлора.

В соответствие с методикой, вода отбирается в нескольких точках подконтрольного объекта, затем передается в аналитическую лабораторию, где в результате специальной пробоподготовки получается необходимая для измерений проба воды. Далее, с помощью метода титриметрии, определяется концентрация остаточного свободного хлора в полученной пробе, а затем пересчитывается его концентрация в 1 литре воды.

Если содержание остаточного свободного хлора не превышает 0,3 мг/дм 3 , то согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» исследуемая вода соответствует требованиям безопасности. В противном случае, вода, поступающая в помещения, подлежит фильтрации, или иным способам удаления излишек хлора.

Статью написал / оформил инженер-эксперт Лаборатории «СЭиРК» Попова Ю.В.

Статью правил / утвердил Начальник Лаборатории «СЭиРК» Ипполитов Д.Е.

источник