Обгрунтування методології досліджень морегосподарської діяльності (МГД) - Наукове обгрунтування гігієнічних основ екологічної безпеки при морегосподарській діяльності

При обгрунтуванні методології досліджень морегосподарської діяльності, вирішення якої вимагає застосування системних підходів і виявлених факторів ризику, принципів оптимізації, функціонування, оцінки та реалізації повноцінної діяльності галузі в системі "місто-море-акваторії-порт-судна-вантажі-рекреація", вперше розроблена поетапна інтегральна структура ідентифікаційної безпеки (ІСІБ), (рис.2.1).

I ЕТАП - Характеристика морського середовища і акваторій портів; ефективність обробки суднових стічних вод і утворених осадів за регламентованими показниками в натурних і експериментальних умовах

Контамінування морського середовища північно-західної частини Чорного моря і акваторій Одеської затоки (пп. Одеса, Іллічівськ, Южний).

Оцінка функціонування: систем очистки стічних, баластних і лляльних вод на підставі фізико-хімічних, бактеріологічних і біохімічних показників; ефективності очищення і вдосконалення технологій при днопоглибленні; фумігації.

Експериментальне вивчення процесів очищення суднових стічних вод біоактиваторами та стимуляторами в модельних умовах.

Натурні дослідження процесів міграції забруднювачів на моделі пасивної домішки і виявлення ролі водного чинника в підвищеній захворюваності ГКІ населення приморських міст.

Вплив хімічних сполук на процеси мікробного самоочищення і біологічна безпека в експерименті з музейними штамами культур.

Еколого - гігієнічне обгрунтування нових способів і систем очищення та знезараження стічних вод і утворених осадів.

Токсиколого - гігієнічні дослідження на гідробіонтах. при вивченні забруднення водойми судновими стічними водами

ІI ЕТАП - Гігієнічна оцінка природоохоронних об'єктів

Морська вода акваторій та рекреаційних зон.

Стічні води і біооброщення суден.

Системи (схеми) технологічного очищення та нейтралізації стічних і поверхневих вод.

Біолабораторні модулі детоксикації та тестування водних зразків.

Математичні розрахунки при моделюванні пріоритетних параметрів, способів і природоохоронне обладнання в системі морегосподарського комплексу.

ІІІ ЕТАП - Критерії якості

Гігієнічні (гідрологічні)

РН, солоність, кисень, органічний вуглець, БСК5, температура води, повітря, швидкість вітру, іони амонію, алюмінію, азот, фосфор.

Токсикологічні

Найпростіші (хлорела, інфузорії, дафнії) і гідромоделі мікрокосмів.

Фізико-хімічні

НУ, спектр металів, СПАР, ПАУ, ХОП, ПХБ, озон, нітрати, нітрити, фосфати, феноли.

Медико-епідеміологічні

Моніторинг захворюваності ГКІ населення приморських і континентальних міст України.

Мікробіологічні

ЗМЧ, ЛКП, санітарно-показова, умовно патогенна мікрофлора, фаги кишкової палички, клостридії, вібріони, стафілококи.

Статистичні, математичні

Достовірність, репрезентативність, кореляційний і регресійний аналіз.

Гельмінтологічні

Яйця кишкових гельмінтів і кишкових найпростіших.

Вірусологічні

Кишкові віруси

IV ЕТАП - Обгрунтування гігієнічних вимог експлуатації природоохоронних технологій

Еколого-гігієнічні критерії

Системний аналіз джерел та факторів ризику.

Енергозберігаючі модулі та схеми технологій.

Соціально-гігієнічний моніторинг морегосподарської діяльності

V ЕТАП - Розробка та впровадження концептуальних підходів щодо природоохоронної технології (нововведення)

Наукове забезпечення впровадження

Навчально-методичне забезпечення впровадження

Інноваційно-технологічне забезпечення

Монографії, журнальні статті, збірники, доповіді на конференціях.

Навчально-методичні посібники з проблеми захисту морського середовища від забруднення при судноплавстві.

Методичні рекомендації, посібники.

Апробація та оцінка ефективності

Рис.2.1 Інтегральна структура ідентифікаційної безпеки (ІСІБ)

Об'єктами дослідження служили зразки морських поверхневих і стічних вод, діючі та експериментальні модулі, а також дослідні природоохоронні пристрої.

Комплексні дослідження вод багатокомпонентного складу і осадів виконувалися відповідно до загальноприйнятих нормативно-методичних інформаційно-технічних документів. Нафтовуглеводи (НВ) визначали екстракцією води чотирихлористим вуглецем з наступним виміром оптичної щільності екстракту на К-фотометрі апаратури АН-1 [113]. Хімічний спектр металів в осадах визначали спектрофотометричним методом [198]. Вміст аніонних СПАР визначали екстракційно-фотометричним методом, заснованим на їх взаємодії з катіоном біс - (етіленамін) міді [113].

Оцінку рівня забруднення морських акваторій портів Одеса, Іллічівськ, Южний, проводили відповідно до програми, що передбачає визначення у відібраних поверхневих і придонних зразках води наступних показників: прозорість, рН, солоність, розчинений кисень, БСК5, нітрати, нітрити, фосфати, феноли, СПАР, нафтовуглеводи (НВ), поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ), хлорорганічні пестициди (ХОП), поліхлоровані біфеніли (ПХБ), важкі метали.

Мікробіологічні дослідження проводили за загальноприйнятими методиками: загальне мікробне число (ЗМЧ), індекс лактозопозитивних кишкових паличок (ЛКП), бделовібріони, стафілококи, синьогнійна паличка, клостридії, ентерококи, яйця кишкових гельмінтів [19, 62, 88].

Проби морської води, донного грунту і зразки біообростання з суден відбирали у фіксованих точках акваторій та на судах в портах Одеса, Іллічівськ, Южний, Миколаїв, на судноремонтних заводах. Результати натурних досліджень були оброблені за допомогою методів стандартного статистичного аналізу [3].

Для визначення значимості отриманих результатів використовували статистичну обробку матеріалів, а також методи лінійної кореляції, оцінку параметрів парної лінійної регресії і розрахунок коефіцієнта кореляції.

Для встановлення санітарно-гігієнічного режиму і рівня забруднення північно-західної частини Чорного моря проведено 2 зйомки за сіткою 25 станцій.

Зйомки проводили за єдиною комплексною програмою, що включає визначення:

    - океанографічних характеристик - температура води і повітря, солоність води, напрям і швидкість вітру, хвилювання; - гідрохімічних параметрів - pH, Еп, БСК5, вміст розчиненого у воді кисню, іонів амонію, нітритів, нітратів, фосфатів, загальних форм азоту і фосфору; - рівня забруднення вод - нафтопродуктами (НП), СПАР, важкими металами (ртуть, мідь, нікель, кадмій, цинк, свинець) в розчиненій і завислій формах; - фізико-хімічних характеристик (рН і Еп), вмісту органічного вуглецю, нафтопродуктів, металів у донних відкладеннях.

За час спостережень було проведено понад 5000 досліджень у воді і донних відкладеннях за 18 параметрами. Відбір проб води для аналізу проводився з поверхневого і придонного горизонтів за допомогою пластмасового батометра Молчанова ГР-18 ємністю 4 дм3. Проби донних відкладень відбиралися з судна, яке виконує днопоглиблювальні роботи (з ковша).

Для виявлення динаміки основних санітарно-гідрохімічних характеристик, рівня забруднення та самоочищення акваторій портів зйомки проводилися в 2007 році посезонно (весна-літо-осінь). Відбір, зберігання й аналізи проб морської води здійснювали за стандартними методиками. Визначення солоності, рН і Еп проводилися електрохімічними методами за допомогою солеміра Г-65 і рН-метра типу рН-262, вміст кисню і БСК5 - титрометричним методом Вінклера. Визначення іонів амонію, основане на реакції аміаку в лужному розчині з надлишком гіпохлориту і утворенням монохлораміна, який у присутності фенолу і іона нітропруссида утворює іодофеноловий блакитний. Визначення нітрит-іона засноване на діазотитруванні нітритів сульфанілової кислоти, що містяться в морській воді. При подальшій взаємодії діазотсполуки з а-нафтиламіном утворюється азотбарвник червоного кольору. Нітрат-іон визначали шляхом переведення нітратів у нітрити відновленням на колонці (обміднений кадмій) з подальшим аналізом суми нітратів і нітритів з реактивом Грісса-Ілосвая. Концентрацію нітратів оцінювали за різницею між отриманою сумою і концентрацією нітрит-іонів, що визначаються вище описаним методом.

Визначення фосфат-іона базується на взаємодії фосфатів з молібдатом у кислому середовищі з подальшим відновленням фосфорномолібденового комплексу аскорбіновою кислотою, внаслідок якого утворюється сполука насиченого блакитного кольору. Загальний азот визначали шляхом окислення азотовмісних органічних сполук під дією ультрафіолетового опромінення з подальшим відновленням утворених нітратів до нітритів на кадмієвій колонці і визначенням останніх з реактивом Грісса-Ілосвая. Визначення загального фосфору засноване на мінералізації фосфоровмісних органічних сполук, яка проводиться за допомогою окисного реактиву. Подальше визначення відповідає аналізу неорганічної форми фосфору.

Визначення органічного вуглецю у воді і донних відкладеннях засноване на мокрому спалюванні органічної речовини біхроматом калію і вимірюванням оптичної щільності окисної суміші, яка прореагувала при довжині хвилі 590 нм з використанням спектрофотометра ГУ-У18. Зазначена довжина хвилі відповідає максимуму поглинання тривалентного хрому, що з'являється в результаті відновлення біхромату при окисленні органічної речовини, а оптична щільність розчину пропорційна кількості окисленого органічного вуглецю.

Нафтопродукти у воді визначали, методом ультрафіолетової спектроскопії при довжинах хвиль 0,200 - 0,225 мк за допомогою спектрофотометра Sресоr<111У-У18. Якісний склад НП в пробах визначали методом газорідинної хроматографії гексанових екстрактів за допомогою газового хроматографа. Програмування температури від 50 до 300°С здійснювали зі швидкістю 10°С/хв. Вміст НП в донних відкладеннях визначали за модифікованою методикою. Парова, плівкова і сорбована волога видалялася з осаду безводним сірчанокислим натрієм. Вуглеводні з осушеної і гомогенизованої проби екстрагували гексаном з наступним визначенням методом УФ-спектрофотометрії при довжинах хвиль 0,210 - 0,225 мк.

Вміст основних компонентів нафтового забруднення донних відкладень визначали після розділення вуглеводнів методом тонкошарової хроматографії гексанових екстрактів. Для цього, попередньо сконцентрований до об'єму 1 мл гексановий екстракт, наносили на скляну пластину, покриту тонким шаром окису алюмінію. Двічі проводили хроматографування сумішшю розчинників н-гексан - петролейний ефір (70: 30). Потім під лампою УФС-3 переглядали освітлені зони, що дозволяють ідентифікувати окремі компоненти вуглеводнів (смоли і асфальтени, поліароматичні - ПАВ, вуглеводні нормального ряду - н-алкани). Шари сорбенту, відповідні певній зоні, зіскоблювали і потім в однаковому розчині гексану виробляли УФ-спектроскопію.

Для визначення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) в морській воді, стічних водах використовували метод квазілінійних спектрів, з метою більш чіткого виділення фракцій, що містять їх. Проводили фракціонування досліджуваних проб методом тонкошарової хроматографії.

При висвітленні ультрафіолетовим світлом виділялися області, що світяться фіолетово-синім кольором. Цю частину адсорбенту очищали і екстрагували бензолом, потім залишок речовин переводили н-октаном для спектрального флуоресцентного аналізу.

Після попереднього поділу суміші по групах підбирали умови, при яких спектр багатокомпонентної суміші ставав більш інформативним. Для цього знімали спектри зразків при різних концентраціях (10-5 - 10-8 моль/дм3) і підбирали відповідний розчинник. Спектр флуоресцентного поглинання реєстрували на спектрографі - ДСФ-8 (досліджували 200 зразків). В результаті визначення ПАВ в зразках вод, відібраних на морських суднах, в баластній станції Одеського порту, ідентифіковані 3,4 бензфенатрен і його похідні (1,2-бензпірілен). Окремі зразки вод містили 3,4-бензпірен, який вдалося визначити не тільки якісно, а й кількісно.

мікрофотограми спектру флуоресценції 3,10 диметил, 3,4 бензпірен (а), 10 метил, 3,4 - бензпірен (б), 3,6 - диметил, 3,4 - бензпірен (в). по осях - довжина хвилі в нм

Рис.2.2 Мікрофотограми спектру флуоресценції 3,10 диметил, 3,4 бензпірен (а), 10 метил, 3,4 - бензпірен (б), 3,6 - диметил, 3,4 - бензпірен (в). По осях - довжина хвилі в нм.

Отже, метод емісійного спектрального аналізу і квазілінійчатих спектрів, можуть використовуватися, як ми вважаємо при здійсненні санітарно-епідеміологічного нагляду за вмістом мікроелементів і ПАВ у водних об'єктах. Вони дозволяють з високою точністю і достовірністю оцінити характер забруднення морського середовища.

Важкі метали (ртуть, цинк, нікель, мідь, свинець та кадмій) визначали у воді в двох міграційних формах - розчиненій і завислій. Для їх поділу використовували метод ультрафільтрації на ядерних фільтрах з діаметром пор 0,45 мкм. Визначення вмісту розчиненої форми цинку, нікелю, міді та кадмію в фільтраті проводили за допомогою екстракції чотирихлористим вуглецем. Для визначення завислої форми металів фільтри із завислими речовинами піддавали мокрому оголенню азотною кислотою. При виділенні металів з донних відкладень використовували концентровану азотну кислоту в суміші з окислювачем - перекисом водню. Визначення всіх форм металів проводили методом атомної абсорбції в полум'ї, за допомогою атомно-абсорбційного спектрофотометра АА8-3. Як горючий газ використовували ацетилен, газу-носія - повітря.

Визначення вмісту ртуті у воді (розчинена форма), суспензії і донних відкладеннях проводили методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії за допомогою фотометра-приставки конструкції ФХІ НАН України. Для визначення розчиненої неорганічної форми ртуті проводили попереднє відновлення ртуті до металевої і концентрування в розчині йоду в йодистому калію, органічні форми піддавали попередньому окисленню, а для визначення вмісту ртуті в завислій речовині і донних відкладеннях використовували метод мокрого спалювання сумішшю сірчаної кислоти з перекисом водню.

Всі результати натурних спостережень були оброблені за допомогою методів стандартного статистичного аналізу. З цією метою вихідні дані були підготовлені для персональної ЕОМ ГВМ-РС/АТ у файлах Вазі III. Для їх обробки був розроблений спеціальний програмний комплекс на алгоритмічній мові С.

При проведенні експериментальних мікробіологічних досліджень використовували існуючі стандарти:

    - сапрофітні мікроорганізми стандартним методом заливки поживним агаром (за ГОСТ 18963-73) з подальшою інкубацією посівів при температурі 37°С - 24 години і при температурі 20°С - 40 годин; - Загальна кількість грамнегативної мікрофлори, здатної рости на середовищі Ендо при 37°С, у тому числі кількість оксидазопозитивних і оксидазонегативних бактерій; - Бактерії групи кишкових паличок (БГКП) методом мембранних фільтрів при вирощуванні посівів на модифікованому середовищі Ендо з додаванням фуксину та ідентифікації колоній оксидазним тестом і за здатністю ферментувати глюкозу при 37°С (ГОСТ 18963-73); - Лактозопозитивні кишкові палички, ферментують лактозу при 37°С і не володіють оксидазною активністю; - Лактозонегативні кишкові палички, ферментують глюкозу при 37°С і не активні у відношенні лактози; - E. сoli ідентифікували за двома тестами - ферментації лактози і цитратному тесту на середовищі Козера і паралельно за відсутності утворення газу в лактозному бульйоні з борною кислотою при 43°С; - цитратпозитивні кишкові палички, здатні рости на середовищі Козера; - загальна кількість коків на середовищі Сланеця-Бертлі; - фекальні стрептококи виділяли за стійкістю до азиду натрію на середовищі Сланеця-Бертлі, кристалічному фіолетовому і рН 6,2 на підтверджуючому середовищі, відсутності каталазної активності, здатності рости на агарі з 40% жовчі; - ентерококи виділяли з попередньої групи за стійкістю до 65% хлориду натрію; - Str. Faccalis ідентифікували як ентерококи, редукуючі ТТХ на підтверджуючому середовищі і ферментуючі маніт і сорбіт; - Str. Faccium - ентерококи, ферментуючі маніт і арабінозу. - Str. Faccium var. Durans визначали як ентерококи, нередукуючого ТТХ і не ферментуючих маніт, сорбіт і арабинозу; - санітарно-показові клостридії на модифікованій сульфіт-неоміцин-поліміксиновому середовищі при температурі інкубації 44°С у нативній і пастеризованій пробах води; - фаги кишкових паличок методом агарних шарів по бляшкоутворюючим одиницям (БУО); - патогенні ентеробактерії (сальмонели та шигели) визначали шляхом посіву досліджуваної морської води в накопичувальне середовище з охмеленого суслом. Через 24 години інкубації в термостаті при 37°С робили посів на щільні живильні середовища: середовище Левіна з додаванням левоміцитину і вісмут - сульфатний агар. Посіви витримували при 37°С. Через 24 години з середовища Левіна і через 24 і 48 годин з вісмут-сульфітного агару відбирали підозрілі на сальмонели та шигели колонії і засівали на середовище Ресселя для вивчення біохімічних властивостей. Біохімічні властивості підозрілих колоній перевірялися за ферментацією глюкози, ферментацією лактози і сахарози, розщеплюванням сечовини, утворенням сірководню і наявності газу. Відібрані штами за біохімічними показниками перевіряли на фаголізабельність сальмонельозним О-фагом і потім піддавали серологічному дослідженню; - кишкові віруси виділяли методом концентрування на іонообмінній смолі АВ-17. Іонообмінна смола АВ-17 використовувалася в хлор-формі. Перед вживанням смолу замочували у дистильованій воді для набухання на 24 години. Потім воду зливали і смолу поміщали в 0,5 М р-р соляної кислоти на 3-4 дні, після чого проводили багаторазове відмивання смоли дистильованою водою до рН 5,5 - 5,6 [88].

Відбір проб баластних вод для дослідження якості (забруднення) згідно розроблених критеріїв здійснювали фахівці санітарно-епідеміологічної служби на водному транспорті. Поряд з існуючими способами, забір ізольованого баласту вибірково проводили згідно дослідного зразка пробовідбірного пристрою, розробленого нами у співавторстві [рис. 2.3].

пристрій для відбору проб води

Рис. 2.3 Пристрій для відбору проб води

Система розроблена для відбору проб ізольованого баласту, нами спільно з авторським колективом УкрНДІМТ. Виконана у вигляді компактного переносного універсального пристрою для відбору проб рідини з фіксованих глибин (патент України № 78305).

Застосування пропонованої конструкції пристрою для відбору проб води підвищує техніко-економічні показники, що виражається в:

    - високій достовірності отриманої інформації за рахунок забору та дослідження води безпосередньо із заданої глибини без механічного впливу на відібрану рідину лопастями насоса та ін. факторами; - невеликих габаритах, вазі і наявності двигуна постійного струму, що дозволяє використовувати пристрій при живленні його, як від джерел постійної напруги (батареї, акумулятори), так і від змінної напруги через випрямляч. Це робить пристрій універсальним для застосування в стаціонарних умовах, наприклад, для відбору баластових вод на судах, і в експедиційних умовах (човни, плоти, забір води у колодязях, тощо ); - спрощенні експлуатації та підвищенні надійності роботи пробовідбірника, яке засноване на використанні безконтактних датчиків стеження за рівнем рідини в приймальній камері пробовідбірника і виключає потрапляння досліджування рідини до вакуумного насоса.

Експериментальне вивчення процесів міграції забруднювачів проведено на моделі пасивної домішки з використанням ФН при скиданні з судна імітованого забрудненого стоку у внутрішню акваторію порту Одеси. Відібрали і вивчили в динаміці руху "плями" більш 77 водних зразків, виконано понад 200 досліджень.

Для встановлення водного чинника передачі небезпечних патогенних мікроорганізмів у поширенні інфекцій ретроспективно методом дисперсійного аналізу вивчена порівняльна захворюваність гострими кишковими інфекціями населення певних приморських і внутрішніх міст України.

При експериментальному вивченні впливу окремих хімічних речовин (Алкілсульфати (АС), мідь, цинк, свинець) на різні мікроорганізми проведені спостереження на 315 модельних "водоймах" з прісною і морською водою. Біотест-об'єктами були: штами бактерій групи кишкових паличок, ентерококи, сапрофітні мікроорганізми, фаги кишкових паличок, сальмонели та вакцинний штам вірусу поліомієліту. Виконано понад 3000 досліджень. Для математичної обробки і статистичної оцінки отриманих даних застосували математичні методи аналізу.

Досліджували проби стічних вод як до, так і після очищення та знезараження. Обсяг кожної проби складав 500 см3. Відбір проб і гігієнічну оцінку ефективності роботи установок проводили у відповідності до вимог ДСП 7.7.4.057.2000, "Санітарних правил для морських суден". "Тимчасового положення про порядок здійснення державного санітарного нагляду за судновими установками для очищення та знезараження стічних вод" №2931-83.

Ефективність роботи установок оцінювали загальноприйнятими методами. В стічних водах визначали завислі речовини, перманганатну окислюваність, БСК5, залишковий активний хлор, колі-індекс, мікробне число, індекс умовно-патогенних ентеробактерій, ентеровіруси. Критеріями якісної оцінки та санітарно-епідеміологічної безпеки очищених стічних вод були завислі речовини (50 мг/дмі), БСК5 (50 мг/дмі), колі-індекс (900КУО/дмі) і кількість залишкового активного хлору (не менше 1,5 мг/дм3).

Число лактозопозитивних кишкових паличок у стічних водах визначали методом мембранних фільтрів відповідно до ГОСТу 18363-73. Важливу роль у цьому аналізі відводили оксидазному тесту, призначеному для диференціації бактерій роду Enterobacteriaceae від інших грамнегативних водних сапрофітів, що володіють активною оксидазою. Характер ферментації, за допомогою БІС, визначали крапельним методом у нашій модифікації на предметному склі: підозрілі на належність до групи кишкової палички колонії мікроорганізмів наносили петлею на застиглу краплю 2% поживного агару рН 7,4 - 7,6, на місце посіву накладали диск з глюкозою. Для виявлення газоутворення та фіксації диска, останній заливали краплею напіврідкого агару (0,6-0,8%), розплавленого і охолодженого до 40-45°С. При розкладанні глюкози до кислоти, колір диска змінювався з червоного на жовтий. При наявності газоутворення, бульбашки газу скупчувалися по краях диска, а також між диском і агаром. Результати враховували протягом 2-2,5 год. при Т 41,5°С. Індекс сальмонел, ентерококів, клостридій і стафілококів вимірювали за допомогою методу мембранних фільтрів і селективних середовищ: Ендо, молочно-інгібіторного агару, вісмут-сульфітного агару, жовтково-сольового агару, середовища Вільсона-Блера, середовища Олькеницького, а також набору напіврідких середовищ з вуглеводами для визначення біохімічних сахаролітичних властивостей ізольованих мікроорганізмів.

У процесі гігієнічної регламентації, при модернізації існуючих і розробці нових технологічних способів і систем очищення та знезараження забруднених вод, застосовані нові ефективні компоненти і схеми очищення за допомогою коагулянтів з відходів промисловості поряд із засобами їх безреагентного знезараження.

Об'єктом дослідження служили міські стічні води, очищення яких на першому етапі обробки грунтувалося на фізичних (фільтрація, механічне відстоювання) і фізико-хімічних принципах (коагулювання). Другий етап обробки стічних вод, спрямований на більш глибоке очищення та знезараження, проводили із застосуванням озону. Фільтрацію очищеної стічної води проводили через колонку з гранульованим активованим вугіллям. Відстоювання здійснювали протягом 30 хвилин. Очищення стічних вод здійснювали оксихлоридом алюмінію, отриманого з відходів хлорнеорганічної промисловості, який вносили до стічної води з розрахунку 1мл/дм3 Озонування води проводили за допомогою озонатора ОСПВ вітчизняного виробництва.

З метою комплексного санітарно-гігієнічного вивчення ефективності роботи суднових установок очищення стічних вод, якість їх роботи оцінювали за основними показниками якості стічної води: мутність, завислі речовини, рН, БСК5, розчинений кисень, азот аміаку, нітрити, нітрати, СПАР, колі-індекс. Визначали залишковий озон у воді та повітрі робочої зони. Токсичність озону визначали методом біотестування. Визначення мутності досліджуваної стічної води вели за загальноприйнятою методикою. Наявність завислих речовин визначали ваговим методом за різницею між сухим і прожареним залишком після фільтрування води через щільний беззольний фільтр "синя стрічка".

Активну реакцію води визначали потенціостатичним методом на рН-метрі мілівольтметрі рН-121. Біохімічне споживання кисню (БСК5) визначали за загальноприйнятою методикою. Колі-індекс стічної води досліджували за допомогою мембранних фільтрів. Залишковий озон у воді визначали відповідно до існуючої методики, заснованої на окисленні озоном йодиду калію до йоду, який титрують розчином сірчанокислого натрію з чутливістю методу 0,05 мг/дм3 О3. Озон у повітрі робочої зони визначали за допомогою озонометра, методом витіснення озоном еквівалентної кількості йоду з розчину йодистого калію з наступним його визначенням титрованим розчином тіосульфату натрію. СПАР визначали методом, заснованим на здатності детергентів утворювати з метиленовим блакитним комплексні сполуки, розчинні у хлороформі. Метод дозволяє визначати сумарний вміст детергентів у воді. В якості тесту, при біотестуванні була використана культура інфузорій Tetrachynema piriforalis, життєдіяльність яких в період між дослідами підтримувався пересівом на елективне середовище.

При визначенні санітарно-хімічних і мікробіологічних показників додатково використовували загальноприйняті методики вивчення побутових стічних вод, викладені в: "Рекомендації з методів проведення аналізів в спорудах біохімічної очистки стічних вод", "Хімічний аналіз виробничих стічних вод", "Прискорений метод санітарно-бактеріологічного дослідження води"," Вивчення життєдіяльності та взаємодії мікроорганізмів у воді в умовах забруднення побутовими і промисловими стічними водами" [122]. Критеріями санітарно-гігієнічної оцінки та епідеміологічної безпеки очищених стічних вод були: завислі речовини (<50 мг /дмі), БСК5 (<50 мг/дмі), колі-індекс (<900 КУО/дмі), кількість залишкового активного хлору (не менше 1,5 мг/дм3), при відсутності виявлення яєць кишкових гельмінтів і найпростіших.

Для поглибленого обліку ефективності роботи суднових компактних установок в очисних спорудах вивчали такі показники: обсяг і концентрацію активного мулу, муловий індекс, біоценоз і морфологію активного мулу. Вибірково визначали колі-індекс вхідних і вихідних стічних вод. З активного мулу на спеціальних середовищах виділяли основні фізіологічні групи мінералізаторів (нітріфікатори, денітріфікатори, амоніфікатори). Токсичність суднових стоків оцінювали на найпростіших (хлорели і інфузорії) [24]. Контроль біоценозу активного мулу суднових установок очищення та знезараження стічних вод здійснювали за допомогою адаптованого нами суднового приладу мікробіологічного контролю (СПМК). Тривалість експонування скла обростання залежала від конкретних суднових умов і коливалася від 2 до 6 діб. Скло, витягнуте з приладу, фіксувалось парами формаліну. Перед фарбуванням скло з одного боку, видаляли біоплівку вологим ватним тампоном. Препарат фарбували карболовим еритрозином протягом 20-30 хв., або метиленовим синім - 12:00. Потім скло відмивали шляхом проведення через ряд судин з дистильованою водою і досліджували під мікроскопом.

Проби стічних вод систем комбінованого очищення стічно-фанових і лляльних вод, які вивчались в модельних умовах на лабораторному стенді, досліджували за санітарно-хімічними та санітарно-гідробіологічними показниками. Обробляли неочищені, а також комбіновані стічні води, які подавались до модельних установок з різним співвідношенням стічних і лляльних вод (5:1; 4:1; 3:1; 2:1; 1:1 и 1:2).

Неочищені стічні води відбирали на суднах, які обладнані установками ОЗСВ з камери-накопичувача; лляльні води - після сепарування. В якості коагулянту використовували відходи фарбового виробництва (ТУ 6-14-360-83), які містять не менше 2,5% оксиду алюмінію. Очистку проводили, використовуючи фізико-хімічний процес коагуляції при різних дозах коагулянту, з урахуванням кратності впливу експозиції. Контроль ефективності фізико-хімічного процесу обробки комбінованих стічних вод здійснювали за допомогою різних концентрацій оксихлорида алюмінію (ОХА), який вносили до очисних установок. Оптимізацію гігієнічних показників проводили з урахуванням доза - час-ефект. Інтенсифікацію очищення комбінованих стоків біохімічним шляхом здійснювали з використанням вільноплаваючої і прикріпленої мікрофлори, адаптованої до стічної і нафтоутримуючої води. В якості носія для прикріплених мікроорганізмів в аеротенках експериментальної установки був використаний пінополіуретан. Комбіновані стічні води, які пройшли фізико-хімічну або біохімічну очистку (на стенді), знезаражували з використанням хімічних вітчизняних дезінфектантів типу "ДТСГК".

Гігієнічне обгрунтування найбільш раціональних схем комбінованої обробки стічних вод для суднової рециркуляційної системи, здійснювали на підставі результатів експериментальних досліджень і за матеріалами нормативної та технічної літератури щодо співвідношення стічних вод, які утворюються на різних типах суден.

При оцінці якості стічних вод, яка впливає на токсичність разом з прийнятими критеріями, визначали в них вміст важких металів, як речовин, більш стійких у навколишньому середовищі. Встановлено ранжування за ступенем токсичності важких металів для морських організмів: ртуть> срібло> мідь> цинк> нікель> свинець> кадмій> миш'як> хром> олово> залізо> марганець> алюміній> берилій> літій, а також враховували інші хімічні забруднюючі речовини.

Резюме

Комплексні багатоцільові дослідження та аналітичні спостереження проводили на обстежуваних об'єктах і територіях, а також в лабораторіях і натурних умовах.

Результати експериментів піддавали математичній обробці при порозі довірчої ймовірності 0,95 з критичним рівнем достовірності при р <0,05 відповідно до критерію Стьюдента.

Обробка первинних матеріалів здійснювалася на базі лабораторій ДУ НДІ "Інститут громадського здоров'я ім. О. М. Марзєєва НАМН України", Одеського інституту медицини транспорту МОЗУ, профільних структур Центральної санітарно-епідеміологічної станції на водному транспорті МОЗ України у співпраці з науковцями інституту морської і тропічної медицини (Польща, Гдиня) - регіональним Центром ВООЗ.

Представлені матеріали і методи дослідження використовували в розділах власних досліджень і наукових узагальнень.

Матеріали даного розділу відображені в наступних публікаціях

    1. Голубятников Н. И. "Укрпатент" прибор для отбора проб воды, № 78305 від 11.07.2010, бюл. № 7. 2. Голубятников Н. И. Эколого-гигиенические природоохранные модули - основа биобезопасности морехозяйственной деятельности / Н. И. Голубятников // Вісник морської медицини. - 2015. - № 3 (12). - С. 7-11. 3. Голубятников Н. И. Защита водоемов от загрязнения при судоходстве / Н. И. Голубятников. - Одесса: "Феникс", 2009. - 430 с.

Похожие статьи




Обгрунтування методології досліджень морегосподарської діяльності (МГД) - Наукове обгрунтування гігієнічних основ екологічної безпеки при морегосподарській діяльності

Предыдущая | Следующая