Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

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.

Вплив екстрактів із вищих водяних рослин на інфекційну активність вірусів поліомієліту

№ з/п	Назва рослини	Показники інактивації вірусів (БУО/дм3) через
		30 хв	60 хв	90 хв	Р1-2	Р2-3
		Р1	Р2	Р3
1.	Лепеха болотяна (Acorus calamus L.)				р<0,01	р<0,01
2.	Рогоз (Typha latifolia et angustifolia L.)				р<0,01	р<0,01
3.	Очерет звичайний (Phragmites communis Trin.)				р<0,01	р<0,01
4.	Комиш озерний (Scirpus lacustris L.)				р<0,01	р<0,01
5.	Контроль				−	−

Примітки: 1) чисельник – залишкова інфекційність вірусів БУО/дм³; 2) знаменник – ефективність інактивації вірусів, %.

 

Так, при взаємодії екстрактів із вірусом поліомієліту через 30 хв інактивується 96,25% вірусних часток, через 60 хв – 99,53%, а через 90 хв наступала повна інактивація вірусів (100%). Інтенсивність інактивації вірусів залежала від концентрації екстрактів із вищих водяних рослин у воді біоставів (табл. 3).

Таблиця 3

Якість третинно очищених стічних вод у біоставу з ВВР та води р. Березівка до та після скиду в неї доочищених стічних вод з Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд м. Долинська (за усередненими даними впродовж 2003-2005 рр.)

N з/п	Показники (одиниці виміру)	Місце визначення			Правила приймання стічних вод за №403/6691 від 2002 р., ГДК (для рибогоспо-дарського призначення)
		Створ р. Бере-зівка 500 м вище скиду ( ±m)	Третинно очищені стічні води в точці скиду в р. Березівку ( ±m)	Створ р. Бере-зівка 500 м нижче скиду ( ±m)
1.	рН	8,82±0,17	8,25±0,08	8,58±0,11
2.	Завислі речовини, мг/дм3	12,45±0,32	6,82±0,34	11,99±0,42	15,0
3.	Сухий залишок, мг/дм3	1458,1±117,88	1205,89±50,46	1419,98±92,4
4.	Розчинений кисень, мг О2/дм3	9,24±0,58	6,51±0,25	9,28±0,62	> 4,0
5.	БСК5, мг О2/дм3	12,0±0,12	4,99±0,18	11,67±0,12	15,0
6.	ХСК, мг О2/дм3	43,94±3,08	30,97±0,28	42,16±3,43	80,0
7.	Азот амонійний (NH4),мг/дм3	0,29±0,07	0,35±0,03	0,29±0,06	0,5
8.	Азот нітритів (NO2), мг/дм3	0,067±0,024	0,08±0,015	0,068±0,021	0,08
9.	Азот нітратів (NO3), мг/дм3	5,46±1,69	22,8±0,9	6,45±1,68	40,0
10.	Фосфати, мг/дм3	2,15±0,17	1,99±0,24	2,01±0,13	3,5
11.	Сульфати, мг/дм3	550,18±53,42	473,97±24,36	544,2±51,1	100,0
12.	Залізо, мг/дм3	0,67±0,07	0,41±0,08	0,65±0,07	0,05
13.	Нафтопродукти, мг/дм3	0,032±0,009	0,035±0,003	0,031±0,004	0,05
14.	Жири та масла, мг/дм3	0,06±0,03	0,09±0,03	0,05±0,02	-
15.	СПАР, мг/дм3	0,057±0,01	0,058±0,004	0,057±0,009	0,5
16.	Жорсткість, мг-екв/дм3	13,57±0,26	10,41±0,24	13,15±0,38
17.	Бікарбонати, мг/дм3	334,03±13,11	252,11±7,77	321,52±16,98
18.	Хлориди, мг/дм3	177,73±4,54	169,39±7,32	175,53±3,83	300,0
19.	Кальцій, мг/дм3	82,39±5,78	66,97±2,14	81,4±5,41
20.	Магній, мг/дм3	114,24±5,83	86,86±3,32	110,77±6,49
21.	Калій + натрій, мг/дм3	207,25±24,56	185,56±15,08	206,18±21,41
22.	Загальне мікробне число, КУО/см3	2,75·103 ± 1,12·102	6,88·102 ± 2,0·10	2,26·103 ± 8,5·10
23.	Колі-індекс, КУО/дм3	1,9·103±7,9·10	3,0·102±0,0	1,7·103±6,3·10	1 000

 

Показник рН річкової води до скиду третинно очищених стічних вод становив 8,82, а після скиду 8,58. Фоновий вміст завислих речовин з 12,45 мг/дм³ зменшився у річковій воді до 11,99 мг/дм³ після скиду доочищених стічних вод. Сухий залишок річкової води з 1 458,1 мг/дм³ за 500 м до скиду стічних вод зменшився до 1 419,98 мг/дм³ за 500 м вниз за течією після скиду. Також зменшувався у річковій воді за 500 м вниз за течією після скиду третинно очищених стічних вод вміст сульфатів, розчиненого заліза, бікарбонатів, хлоридів, кальцію, магнію, загальної жорсткості та інших показників.

Якість річкової води після скиду третинно очищених промислових стічних вод за усередненими санітарно-бактеріологічними показниками покращилась, а саме, загальне мікробне число у річковій воді до скиду доочищених стічних вод становило 2,75·10³ КУО/см³, а після скиду доочищених стічних вод вниз за течією складало 2,26·10³ КУО/см³. Колі-індекс річкової води становив 1,9·10³ КУО/дм³ за 500 м до скиду, а після скиду доочищених стічних вод складав 1,7·10³ КУО/дм³ за 500 м вниз за течією. Характеризуючи санітарно-бактеріологічні показники третинно очищених стічних вод упродовж трьох років спостережень слід зазначити, що останні досягаються виключно процесами самоочищення води в біоставу, що інтенсифікуються вищими водяними рослинами та дотриманням оптимальних експлуатаційних режимів даної очисної споруди.

У наших дослідженнях з виявлення сезонних коливань температури на процеси третинного очищення промислових стічних вод у біоставу було встановлено, що останні не припиняються впродовж усього року його експлуатації і не впливають суттєво на ефективність видалення з води біологічних, органічних і мінеральних забрудень. Та дещо краще ці процеси відбуваються в теплі періоди року, коли при вегетації вищих водяних рослин останні виділяють біологічно-активні речовини та інтенсифікують процеси очищення води. Показники третинного очищення повністю відповідають нормативним вимогам до скиду їх у відкриту водойму – р. Березівку без будь-яких додаткових фізико-хімічних методів доочищення. Тому аналізуючи склад річкової води до та після скиду третинно очищених стічних вод можна констатувати, що за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками її якість покращується вниз за течією. Крім того, скид третинно очищених стоків не викликає її евтрофікацію та не змінює гідрологічні, гідрохімічні та інші режими річки.

Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами – це один з природних, надійних та рентабельних методів і є альтернативою до фізико-хімічних методів доочищення стічних вод. Біостави з вищими водяними рослинами виступають надійним бар’єром від розповсюдження збудників інфекційних хвороб та інвазій з водним шляхом передачі серед населення та заслуговують позитивної гігієнічної оцінки.

ВИСНОВКИ

 

В дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-практичну задачу – проведено гігієнічну оцінку і вивчені закономірності третинного очищення стічних вод у біологічних ставах з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень. Доведено, що використання в очисних каналізаційних спорудах біологічних ставів з вищими водяними рослинами значно покращує якість третинного очищення промислових стічних вод металопереробної галузі за різними критеріями, що має важливе практичне значення.

1. Запропоновані параметри гідравлічного навантаження біологічно очищеними стічними водами в кількості не більше 3 000 м³/га площі/добу на промисловий біостав з вищими водяними рослинами та тривалість перебу-вання їх у споруді терміном не менше 5 діб. Цим самим досягається ефек-тивне третинне очищення біологічно очищених промислових стічних вод від залишків розчинених органічних речовин за БСК₅ до 5-8 мг О₂/дм³ (ефектив-ність доочищення – 94,1%), ХСК до 30,57 мг О₂/дм³ (78%), азоту амонійного до 0,1 мг/дм³ (99,17%), фосфатів до 0,4 мг/дм³ (79,3%), завислих речовин до 3,3 мг/дм³ (93,52%). Вміст розчиненого кисню у воді відкритої водойми після скиду доочищених стічних вод становив від 6 до 8,5 мг О₂/дм³ (за норми не менше 4 мг О₂/дм³) упродовж всього періоду експлуатації біоставів.

2. На третинне очищення доцільно направляти такі промислові стічні води металопереробної галузі, що мають показники органічного забруднення за БСК₅ не більше 50,0 мг О₂/дм³, за ХСК не більше 80,0 мг О₂/дм³; мінерального забруднення за азотом амонійним не більше 1,0-4,0 мг/дм³, азотом нітритним не більше 0,4 мг/дм³, азотом нітратним не більше 50,0 мг/дм³, фосфатами не більше 8,0-15 мг/дм³, жирів та масел не більше 0,7 мг/дм³, сухому залишку не більше 7,5-10 г/дм³ та іншими; біологічного забруднення за колі-індексом не більше 3,0·10⁴ КУО/дм³, загальним мікробним числом не більше 8,0·10³ КУО/см³.

3. Вперше встановлено, що в екстрактах вищих водяних рослин присутні біологічно-активні речовини з антимікробними властивостями, дія яких на віруси є більш виражена, аніж на бактерії групи кишкової палички. Найактивнішою виявилася лепеха болотяна, екстракти якої у воді при 0,5-1% концентрації інактивували віруси поліомієліту на 99,8-99,9% при 30 хв експозиції.

4. Доведено згубну дію біологічно-активних речовин із вищих водяних рослин на кишкові бактерії та віруси. В біологічно очищених стічних водах при проходженні останніх через зарості очерету звичайного, рогозу широколистого й вузьколистого та лепехи болотяної значно зменшувалася кількість санітарно-показових мікроорганізмів, за рахунок антагоністичних взаємовідносин у біоценозі. Зокрема, індекс бактерій групи кишкової палички з 1,1·10⁴ КУО/дм³ зменшувався до 3,0·10² КУО/дм³ (на 96,61-99,36%) та ентеровірусів з (1,0±0,2)·10³ БУО/дм³ до їх відсутності (ефективність видалення – 98,03-100%) незалежно від пори року експлуатації біоставів.

5. Показано, що в біоставу з вищими водяними рослинами крім ефективного природного біологічного третинного доочищення стічних вод від залишків розчинених органічних речовин і санітарно-показових мікроорганізмів відбувається також демінералізація складу води, при якій зменшується сухий залишок та вміст інших мінеральних речовин (хлоридів, сульфатів, кальцію, натрію, магнію, солей важких металів та радіонуклідів) на виході з біостава, що дає можливість використання глибоко доочищеної води в сільському господарстві.

6. Доведено, що скид третинно очищених промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами в поверхневу водойму – р. Березівку не веде до евтрофікації останньої і порушення гідрологічних, гідрохімічних та інших режимів. Крім того, покращується якість поверхневої водойми за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками. За деякими санітарно-хімічними показниками (рН, завислими речовинами, сухим залишком, жорсткістю, вмістом заліза, бікарбонатів, кальцію, магнію та ін.) також відбувалося покращення якості річкової води вниз за течією в результаті розбавлення більш чистою водою із біостава з вищими водяними рослинами.

7. Показано, що ефективне третинне очищення промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд при дотриманні оптимальних технологічних параметрів роботи очисної споруди дозволяє досягти таких показників її якості, що дозволяють повернути до 40% води у зворотне, закрите технічне водопостачання. Це зменшить забір води поверхневих водойм на потреби технологічного процесу і сприятиме раціональному використанню водних ресурсів. Отримано акти впровадження.

8. Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами є одним із природних, надійних та рентабельних способів охорони поверхневих водойм від потрапляння біологічних забруднень, розчинених органічних речовин та мінеральних сполук, що сприяє збереженню останніх для господарсько-питного водопостачання. Така технологія доочищення стічних вод сприятиме запобіганню інфекційних і неінфекційних хвороб серед населення, що розповсюджуються водним шляхом.

 

АНОТАЦІЯ

Попенко В.М. Гігієнічна оцінка третинного очищення стічних вод у біологічних ставах з вищою водяною рослинністю. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.02.01 – гігієна. – Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ, 2008.

Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню умов третинного очищення і зменшення вмісту біологічних, органічних і мінеральних забруднень у промислових стічних водах.

Дослідженнями в дослідно-експериментальних та промислових біоставах у складі очисних каналізаційних споруд Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд м. Долинська Кіровоградської обл. встановлені оптимальні параметри третинного очищення та зменшення вмісту патогенної мікрофлори в стічних водах за рахунок антагоністичних взаємовідносин у біоценозі при гідравлічному навантаженні на біостав не більше 3 000 м³/га площі/добу стічних вод, органічному навантаженні 0,578 г БСК₅/ добу/м³ поступаючих стоків і терміні перебування стоків у споруді впродовж 5-7 діб. Показано, що серед вивчених вищих водяних рослин (ВВР) існують види, що ефективно впливають на процеси доочищення стічних вод від органічних і мінеральних забруднень та здатні виділяти біологічно-активні речовини, які згубно впливають на патогенну мікрофлору. Доведена можливість широкого використання біоставів з ВВР, як альтернативного способу третинного очищення промислових стічних вод підприємств металопереробної галузі в порівнянні з іншими фізико-хімічними методами доочищення.

Ключові слова: стічні води, біостав, вищі водяні рослини, третинне очищення, знезаражування, санітарно-показові мікроорганізми, віруси.

АННОТАЦИЯ

Попенко В.Н. Гигиеничная оценка третичной очистки сточных вод в биологических прудах с высшей водной растительностью. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.02.01 – гигиена. – Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца, Киев, 2008.

Диссертация посвящена научному обоснованию условий третичной очистки производственных сточных вод металлоперерабатывающей отрасли от биологических, органических и минеральных загрязнений в биопруду с высшими водными растениями.

Исследованиями в экспериментальных и промышленных биопрудах в составе очистных канализационных сооружений Криворожского горно-обогатитетельного комбината окисленных руд г. Долинская Кировоградской обл. установлены оптимальные параметры третичной очистки производственных сточных вод от биологических, органических и минеральных загрязнений при гидравлической нагрузке на биопруд не более 3 000 м³/га площади/сут сточных вод, органической нагрузке 0,578 г БПК₅/ сут/м³ поступающих стоков и продолжительности их пребывания не менее 5-7 суток. Показано, что среди изученных высших водных растений (ВВР), а именно: тростник обыкновенный (Phragmites communis Trin.), камыш озерный (Scirpus lacustris L.), рогоз широколистый (Typha latifolia L.), рогоз узколистый (Typha angustifolia L.), аир болотный (Acorus calamus L.), ряска малая (Lemna minor L.) существуют виды, которые эффективно влияют на процессы третичной очистки сточных вод в биологических прудах с ВВР от биологических, органических и минеральных загрязнений. Эффективность третичной очистки сточных вод по отношению к общепринятым схемам биологической очистки составляет до 5-8 мг О₂/дм³ по БПК₅, до 30,57 мг О₂/дм³ по ХПК, до 0,1 мг/дм³ по азоту аммонийному, до 0,31 мг/дм³ по азоту нитритному, до 15,8 мг/дм³ по азоту нитратному, до 0,4 мг/дм³ по фосфору, до 3,3 мг/дм³ по взвешенным веществам, по коли-индексу до 3,0·10² КУО/дм³, по общему микробному числу до 5,2·10² КУО/см³ и полного отсутствия по энтеровирусам. Насыщение сточных вод на выходе из биопруда растворенным кислородом составляло до 8,5 мг О₂/дм³. Высшие водные растения способны выделять биологически-активные вещества, которые имеют вирулицидные свойства. Среди исследованных высших водных растений наиболее эффективно обладает вирулицидными свойствами аир болотный. Экстракты этого растения при 90 мин экспозиции полностью инактивируют (100%) вакцинный штамм вирусов полиомиелита ІІ типа Себина. Наличие 0,5-1% концентрации экстракта в воде биопрудов инактивирует вирусы полиомиелита на 99,8-99,9% при 30 мин экспозиции. При сбросе третично очищенных сточных вод в открытый водоем – р. Березовку санитарно-химические показатели качества речной воды незначительно улучшаются в результате разбавления воды реки более чистой из биопруда. Данный метод третичной очистки производственных сточных вод предприятий металлоперерабатывающей отрасли простой и надежен в работе, экономически выгоден при строительстве и дальнейшем его использовании и предназначен для длительного срока его эксплуатации с повторным использованием доочищенной воды как техническую в металлоперерабатывающей промышленности.

Ключевые слова: сточные воды, биопруд, высшие водные растения, третичная очистка, обеззараживание, санитарно-показательные микроорганизмы, вирусы.

ANNOTATION

Popenko V.N. Hygiene evaluation tertiary of purification sewage in biological ponds with high water vegetation. – manuscript.

Dissertation for the candidate of medical sciences degree in specialty 14.02.01 – hygiene. – National O. Bohomolets Medical University of the Ministry of Health Ukraine, Kyiv, 2008.

The dissertation thesis is dedicated the scientific basis of tertiary purification and nonchemical sewage treatment to remove the remains of organic and chemical pollution, pathogenic bacteria and viruses in a biopond with high water vegetation.

Investigations under labaratory conditions and in industrial bioponds consisted of refining drainage facilities of Krivorogsk Oxidative Ore Mining and Processing Enterprise in the city of Dolinska, in Kirovogradsk region, Ukraine. Optimal parameters of tertiary and nonchemical treatment of sewage under a hydraulic load on the biopond of 3 000 m³/day organical assignment 0.578 g BCO₅/24 h/m³ of biopod and with a 5-7 day presence in the pond were determined. It was revealed that among the high water vegetation (HWV) under investigation, there exist types that have an effective influence on the process of the after-purification of sewage water from organic and mineral pollution, and which can release biologically active substances that have viruscidal properties. The possibility of the wide use of bioponds with HWV for tertiary after-treatment and nonchemical sewage treatment as an alternative to other physical or chemical methods was proven.

Key words: sewage, biopond, high water vegetation, tertiary treatment, after-treatment, decontamination, sanitary-significant microorganism, viruses.

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ