МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені О.О. БОГОМОЛЬЦЯ
УДК 614.777:628.1/3
ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА ТРЕТИННОГО ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД У БІОЛОГІЧНИХ СТАВАХ З ВИЩОЮ ВОДЯНОЮ РОСЛИННІСТЮ
14.02.01 – гігієна
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Київ – 2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному медичному університеті імені О.О. Богомольця МОЗ України.
Науковий керівник
доктор медичних наук, професор Гаркавий Сергій Іванович, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, завідувач кафедри комунальної гігієни та екології людини.
Офіційні опоненти:
доктор медичних наук, професор Ципріян Віктор Іванович, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, завідувач кафедри гігієни харчування;
доктор біологічних наук, професор Удод Віра Михайлівна, Київський національний університет будівництва і архітектури МОН України, професор кафедри охорони праці і навколишнього середовища.
Захист відбудеться “ 21 ” лютого 2008 р. о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.003.01 Національного медичного університету імені О.О. Богомольця МОЗ України (03057, м. Київ-57, проспект Перемоги, 34, санітарно-гігієнічний корпус, аудиторія № 2).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного медичного університету імені О.О. Богомольця за адресою: 03057, м. Київ-57, вул. Зоологічна, 1.
Автореферат розісланий “ 21 ” січня 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
професор Войцеховський В.Г.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В сучасних умовах урбанізації та зростання культури людей збільшується споживання питної води та відповідно утворюється така ж кількість стічних вод, з яких більшість потрапляють у поверхневі водойми – головне джерело централізованого господарсько-питного водопостачання населення. Тому захист поверхневих водойм від антропогенного забруднення є актуальною проблемою гігієнічної науки. Дана проблема тісно пов’язана з розробкою методів як покращення якості природних вод, так і доочищення промислових та господарсько-побутових стічних вод. У теперішній час в Україні більшість очисних каналізаційних споруд, що призначені для очищення стічних вод, потребують модернізації та реконструкції. Існуючі методи доочищення води не забезпечують повного звільнення їх від патогенних бактерій, вірусів тощо (Волков С.В. та ін., 2001; Кудрявцев Н.Н. та ін., 2004; Яковлев С.В. та ін., 2004).
В Україні за 2005 р. спожито 10 188 млн. м3 свіжої води, з них для господарсько-питних потреб витрачено 23,6% від цієї кількості, а в поверхневі водойми відведено 8 900 млн. м3 зворотних вод, з яких до 39% не відповідали санітарним нормативам, а 10% стічних вод взагалі скидалось без очищення (Осауленко О.Г., 2005). Це призвело до того, що практично більшість поверхневих водойм, а в окремих регіонах і підземні води за якістю води не відповідають вимогам стандарту щодо можливості використання їх як джерел господарсько-питного водопостачання (Гончарук Е.И. и др., 2004; Храменков С.В. и др., 2004).
Відомо, що при експлуатації водних ресурсів у народному господарстві виділяють два напрямки: вододобування та водокористування. При цьому необхідно виконувати правила користування водними ресурсами, щоб не порушувати їх якості та дотримуватись санітарних та екологічних умов скиду доочищених стічних вод у природні водойми. Тому пошук методів вдосконалення біологічного доочищення стічних вод від органічних та мінеральних забруднень з одночасним зменшенням вмісту патогенної мікрофлори привертає все більшу увагу дослідників до вивчення механізмів глибокого доочищення води в біоставах. У більшості країн світу для охорони поверхневих водойм від біологічних, органічних і мінеральних забруднень при скиданні стічних вод, поряд з відомими методами, використовують очисні каналізаційні споруди, в яких домінують природні процеси самоочищення, зокрема, біологічні стави. В них вода під впливом природних факторів самоочищення постійно звільняється від патогенних бактерій, вірусів, яєць гельмінтів, органічних та мінеральних речовин (Стольберг В.Ф. та ін., 2003; Диренко А.А. та ін., 2006; Könemann Norbert, 2003; Yun Ho-Joon et all., 2003).
Крім того, механізми зменшення вмісту патогенних бактерій і вірусів у біологічно очищених промислових стічних водах з використанням біоставів з вищими водяними рослинами (ВВР) вивчені недостатньо. Також потребують більш глибокого вивчення механізми доочищення промислових стічних вод від підприємств металопереробної галузі в біоставах з ВВР по зменшенню біологічних забруднень з урахуванням пори року. Важливо також здійснити оптимальний підбір гомологічного ряду макрофітів для інтенсифікації третинного очищення стічних вод (Гаркавий С.І., Кравець В.В. та ін., 2002). Але до цього часу в Україні не розроблені методичні рекомендації щодо проведення державного санітарного нагляду за експлуатацією біологічних ставів з вищими водяними рослинами.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах науково-дослідної тематики кафедри комунальної гігієни та екології людини Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, де ведуться наукові дослідження з гігієнічної оцінки споруд малої каналізації для санітарної охорони водних об’єктів від забруднення стічними водами і профілактики кишкових інфекцій та інвазій серед населення, що розповсюджуються водним шляхом. Результати досліджень увійшли до науково-дослідної роботи: “Санітарно-гігієнічні дослідження та оцінка роботи автоматичної станції “Симбіотенк” і біологічних ставів з вищою водяною рослинністю (ВВР)”, державний реєстраційний номер 0196U 023491. Здобувач був виконавцем окремих фрагментів названої теми.
Мета та завдання дослідження. Мета: науково обґрунтувати умови третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень.
Для досягнення вказаної мети були поставлені наступні завдання:
1) провести гігієнічну оцінку третинного очищення промислових стічних вод у біологічних ставах з вищими водяними рослинами;
2) дослідити механізми третинного очищення промислових стічних вод у дослідно-експериментальних біоставах з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень;
3) експериментально обґрунтувати доцільність застосування біоставів з вищими водяними рослинами для третинного очищення промислових стічних вод від біологічних, органічних і мінеральних забруднень;
4) дати гігієнічну оцінку ефективності третинного очищення промислових стічних вод від біологічних, органічних і мінеральних забруднень в натурних умовах експлуатації біостава з вищими водяними рослинами;
5) дослідити вплив скиду третинно очищених промислових стічних вод на санітарний стан поверхневої водойми – р. Березівки;
6) розробити технологічний регламент функціонування біоставів з вищими водяними рослинами по третинному очищенню промислових стічних вод та методичні рекомендації проведення державного санітарного нагляду за їх експлуатацією.
Об’єкт дослідження: третинне очищення промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень.
Предмет дослідження: дослідно-експериментальні та промислові біостави; ВВР (очерет звичайний, комиш озерний, рогоз широколистий та вузьколистий, лепеха болотяна, ряска мала); біологічно очищені промислові стічні води, бактерії групи кишкової палички (E. сoli і Shigella sonnei), ентеровіруси (віруси поліомієліту та Коксакі В 6).
Методи дослідження: для виконання поставлених у роботі завдань застосовували санітарно-хімічні, санітарно-бактеріологічні, санітарно-вірусологічні та статистичну обробку отриманих результатів досліджень.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше науково обґрунтовано доцільність застосування біоставів з ВВР для третинного очищення промислових стічних вод від залишків біологічних, органічних і мінеральних забруднень макрофітами при гідравлічному навантаженні біостава 3 000 м3/га/добу і тривалості перебування стоків у споруді впродовж 5-7 діб.
Вперше експериментально досліджено дію біологічно-активних речовин ВВР: очерету звичайного (Phragmites communis L.), рогозу широколистого (Typha latifolia L.), рогозу вузьколистого (Typha angustifolia L), лепехи болотяної (Acorus calamus L.), комишу озерного (Scirpus lacustris L.), ряски малої (Lemna minor L.) і зелених водоростей щодо здатності їх активно пригнічувати патогенні бактерії і віруси у водному середовищі. Встановлено, що серед вивчених ВВР існують види, в яких присутні біологічно-активні речовини з віруліцидними властивостями. Досліджений фрагмент гомологічного ряду ВВР біостава, здатних інтенсифікувати процеси третинного очищення промислових стічних вод та звільняти їх від залишків біологічних, органічних і мінеральних забруднень.
На підставі проведених досліджень якості третинно очищених промислових стічних вод металургійної галузі в біоставу з ВВР встановлено, що за санітарно-хімічними та санітарно-мікробіологічними показниками вони відповідають вимогам санітарних правил та норм до скиду їх у відкриті водойми без нанесення шкоди останнім чи можуть бути використанні до 40% у зворотне водопостачання як технічна вода.
Практичне значення одержаних результатів. В результаті проведення комплексної санітарно-гігієнічної оцінки третинного очищення промислових стічних вод металопереробного комплексу від залишків біологічних, органічних і мінеральних забруднень встановлено, що доочищені стоки повністю відповідають нормативним документам до скиду їх у відкриті водойми та доведена можливість широкого використання біоставів з ВВР як альтернативного способу біологічного доочищення у порівнянні з іншими існуючими методами.