В эксперименте используются только безопасные для здоровья человека концентрации, которые выбираются по литературным данным или результатам собственных исследований.
При проведении исследований необходимо соблюдение ряда условий, обеспечивающих получение более объективных данных. Помещение должно быть хорошо проветрено, без посторонних запахов. Дегустаторы допускаются к оценке воды через 1,5—2 часа после приема пищи, воды.
Предварительно они должны быть ознакомлены с характером запаха и привкуса исследуемой воды. Характер запаха определяется при температуре 20 и 60 °С, привкуса - при 20 и 40 °С.
6.2. Для определения запаха воды используются широкогорлые с притертыми пробками колбы Эрленмейера объемом 500 мл, в которые наливают по 200 мл исследуемого образца. В качестве контрольной используется колодезная, ключевая или дехлорированная водопроводная вода, не имеющая не свойственного ей запаха (привкуса).
Колбу с 200 мл исследуемого образца закрывают пробкой и перемешивают ее содержимое вращательными движениями, после чего колба открывается и дегустатор делает несколько глубоких вдохов, определяя характер и интенсивность запаха.
Запах характеризуется качественно в зависимости от его вида, например, ароматический, нефтепродуктов, гнилостный, землистый и др.
6.2.1. Оценка запаха при 60 °С проводится следующим образом.
Горлышко колбы закрывается стеклом и колба подогревается на водяной бане до нужной температуры, после чего анализируется интенсивность запаха.
6.3. Для определения привкуса воды допускается приготовление анализируемого вещества в любых емкостях. 10—15 мл исследуемой воды набирается в рот и задерживается на 3—5 сек (как, например, при дегустации вина), затем воду удаляют из полости рта. Качественно характеризуется вкус воды: соленый, кислый, горький, сладкий, или привкус: щелочной, терпкий, затхлый, металлический и т.д.
Интервал между определениями - не менее 2—3 мин.
6.4. Определение пороговых концентраций по запаху, (привкусу) проводится при различных концентрациях вещества в воде. Исследования выполняются в две стадии.
6.4.1. На предварительной стадии применяется метод оценки запаха (привкуса) в баллах. С этой целью готовится исходный истинный раствор вещества, обладающий отчетливым запахом или привкусом. Ряд исследуемых образцов готовится путем последовательного разведения каждой пробы в 2 раза. Определение ведут в направлении от меньшей концентрации к наибольшей в ряду исследуемых проб, сопоставляя каждый образец с контрольной пробой. Опыты проводят в несколько серий с различными концентрациями вещества. Группа дегустаторов должна состоять не менее, чем из пяти-семи человек.
6.4.2. Интенсивность запаха (или привкуса) оценивается по соответствующей шкале (табл. 6.1)
Таблица 6.1
Шкала интенсивности запаха (привкуса)
|
Характер проявления
|
Оценка интенсивности, баллов |
|
Не ощущается |
0 |
|
Не ощущается населением, но обнаруживается опытным дегустатором |
1 |
|
Замечается населением, если обратить на это его внимание |
2 |
|
Легко обнаруживается и вызывает неодобрительный отзыв о воде |
3 |
|
Обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья |
4 |
|
Настолько сильный, что делает воду непригодной для употребления |
5 |
Результаты обобщаются в виде сводной таблицы (табл. 6.2). На основании исходных данных рассчитывают среднегеометрические концентрации, соответствующие 1 и 2 баллам. За пороговую концентрацию рекомендуется принимать нижнюю доверительную границу средней величины, которая обеспечивает 95 %-ную достоверность. Аналогичные расчеты применимы и для оценки влияния веществ на привкус воды.
Таблица 6.2
Определение интенсивности запаха воды с различным
содержанием в ней полихлорпинена
|
Концентрация |
Интенсивность запаха, баллов |
|||||||||
|
вещества, мг/л |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
М1 |
|
0,25 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,22 |
|
0,5 |
0 |
2 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,55 |
|
1 |
1 |
2—3 |
2—3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1,57 |
|
2 |
2 |
3 |
3 |
2 |
3 |
3 |
2 |
2 |
3 |
2,55 |
|
4 |
3—4 |
3—4 |
3—4 |
3 |
4 |
4 |
2 |
2 |
5 |
3,85 |
|
8 |
5 |
4 |
4—5 |
4 |
5 |
5 |
4 |
4 |
5 |
4,94 |
|
М1 - среднеарифметическое значение. |
Критерием гигиенического нормирования веществ является порог восприятия запаха (привкуса), соответствующий 1 баллу. Если в пределах растворимости вещества интенсивность запаха (привкуса) не превышает 1—2 баллов, исследования заканчиваются на первой стадии, а в результатах указывается: пороговая концентрация вещества по влиянию на запах (привкус) воды выше его концентрации на пределе растворимости.
6.5. Определение пороговых концентраций по влиянию на окраску, мутность воды проводится в столбе раствора высотой 10 и 20 см.
Используются 4—5 цилиндров Генера, которые устанавливаются на белой бумаге при равномерном освещении.
6.6. Пороговая концентрация по пенообразованию определяется с помощью градуированных цилиндров емкостью 1000 мл с притертыми пробками. В них наливается по 500 мл исследуемого раствора и контрольная вода. В течение 15 секунд производится 15 умеренно резких опрокидывании цилиндров - сначала контрольных, а затем опытного - и отмечается интенсивность пенообразования. За пороговую принимается концентрация, при которой отсутствует стабильная крупнопузырчатая пена, а высота мелкопузырчатой у стенок цилиндра не превышает 1 мм.
6.7 Определение пороговых концентраций по таким критериям, как посторонние включения или плавающие примеси, проводится в стакане объемом 500 мл, в который наливается 250 мл раствора, а в 4 других стакана - аналогичные растворы сравнения. Пороговой считается количество вещества, при котором не обнаруживается визуально ни одной видимой частицы в толще, на поверхности или на дне.
6.8. С целью получения более точных пороговых величин проводят вторую стадию исследований - «закрытый» опыт методом пятиугольника или, в крайнем случае, треугольника. «Закрытый» опыт используется для установления пороговых концентраций по запаху, привкусу, пленко- и пенообразованию, а также по влиянию на окраску воды.
Этот метод основан на принципе учета различной (дифференцированной) чувствительности человека при альтернативной оценке эффекта.
6.8.1. На основании первой стадии (п. 6.7) выбирается кратность последовательного разведения растворов ?? 1,5, которая является оптимальной при определении ПК по запаху, привкусу, окраске, мутности и пенообразованию. При определении ПК по плавающим примесям, пленке допустима кратность 2,0. На основании первой стадии выбирают концентрации = 3 баллам.
6.8.2. Каждая опытная проба группируется с четырьмя-двумя контрольными пробами. Дегустаторам предлагается найти опытную пробу в каждой группе. Последовательность поиска опытной пробы - от меньшей концентрации к большей. Регистрируют результаты оценки проб, фиксируя номер колбы, которую дегустатор считает опытной. Подсчитывается процент дегустаторов, правильно указавших опытную пробу, из всего числа лиц, принимающих участие в опыте. Общее число наблюдений по определению каждой концентрации должно быть в пределах 30—50. Последовательно чередуются четыре-пять концентраций. Опыт можно считать законченным, если в ряду изученных концентраций процент правильных ответов варьировался в пределах от 20—30 до 60—80 %. Иначе необходимо продолжить исследования.
Результаты опытов записываются в форме таблицы 6.3.
6.8.3 Анализ полученных данных выполняется или с помощью расчетов на компьютере, или графическим методом в двойном логарифмическом масштабе.
Проценты правильных положительных ответов для каждой испытанной концентрации веществ оцениваются так же, как результаты острых опытов в токсикологических исследованиях. Вычисляется величина среднеэффективной концентрации и ее ошибка (ЕС50±m). Эту величину можно с достаточной надежностью рассматривать как порог ощущения.
При проведении исследований методом «закрытого» опыта следует учитывать вероятность случайности правильного ответа. Теоретически процент таких ответов при использовании метода пятиугольника может достигать 20, а для метода треугольника - 33.
Таблица 6.3
Влияние толуола на запах воды
|
Концентрация толуола, мг/л |
Количество наблюдений |
Число положительных ответов |
Положительные ответы, % |
|
0,1 |
80 |
60 |
75 |
|
0,075 |
40 |
19 |
47,5 |
|
0,05 |
48 |
15 |
31,2 |
|
0,0325 |
80 |
10 |
12,15 |
|
контроль |
60 |
9 |
15 |
Для получения более точных результатов можно исключить эту ошибку, используя формулу Шнейдера-Орелли, предложенную для корректировки результатов острых опытов, но, как показала практика, приемлемую и для органолептических исследований:
где
Хст. - стандартизованный процент правильных ответов;
Хпр - экспериментально полученный процент правильных ответов;
Хош. - процент ошибочных ответов, в данной группировке проб на одну контрольную пробу.
Величина ЕС50 по влиянию на запах, привкус, окраску, образование пленок, пены, мутности принимаются в качестве пороговых. Наименьшая из пороговых концентраций по тому или иному органолептическому показателю принимается за пороговую по органолептическому признаку вредности.
Абсолютно нерастворимые, несмачивающиеся вещества, относящиеся к 4-ому классу токсичности (DL50> 10 000), не вызывающие изменений в кратковременных опытах в дозах >500 мг/кг, могут нормироваться, как взвешенные природные вещества на уровне 0,25 мг/л.
7. Экспериментальное установление пороговых концентраций веществ
по влиянию на процессы самоочищения водных объектов
7.1. Санитарный режим водных объектов в зонах влияния выбросов сточных вод определяется интенсивностью процессов естественного самоочищения, в ходе которых происходит потребление кислорода, развитие и отмирание сапрофитной и патогенной микрофлоры, трансформация и минерализация органических соединений.
В общем виде процесс биохимического потребления кислорода происходит в 2 стадии: первая - окисление нестойких органических соединений - развивается довольно быстро и носит экспоненциальный характер; вторая - окисление стойких органических веществ протекает в природных водах медленнее и, как правило, линейно. Интенсификация второй стадии потребления кислорода в скляночном опыте означает наступление активации окисления азотсодержащих веществ или адаптации микрофлоры к ассимиляции изучаемого вещества.
7.2. Целью экспериментального гигиенического исследования влияния вещества на процессы естественного самоочищения водных объектов является обобщенная оценка интенсивности и направленности взаимосвязанных фаз биохимического окисления естественных органических веществ (БПК, аммонификации, нитрификации, развития и отмирания микрофлоры), обоснование пороговых концентраций вещества по общесанитарному признаку вредности (ПКсан.).
7.3. Объем исследования дифференцируется в зависимости от задач и результатов комплексной оценки токсиколого-гигиенических свойств веществ.
7.3.1. Проводятся исследования БПК за 5 (7) суток в динамике: тотчас, через 1, 3 и 5 (7) суток и определяется ПКсан.
7.3.2. После установления ПКорг. и ПКхр. по санитарно-токсикологическому признаку вредности они сопоставляются с ПКсан. по БПК5 (БПК7).
При ПКсан./ПКорг., ПКсан./ПКхр.> 1 исследования процессов самоочищения могут считаться завершенными.
При ПКсан./ПКорг., ПКсан./ПКхр. < 1 необходимы уточняющие исследования с изучением влияния веществ на динамику содержания аммиака, нитритов и нитратов в воде модельных водоемов. При стимуляции БПК необходимо продолжить наблюдения на 7—10— 15—20 сутки.
7.3.3. Для уточнения характера влияния вещества на процессы естественного самоочищения в качестве дополнительных могут применяться методы исследования динамики развития и отмирания микрофлоры. Дополнительные исследования в модельных водоемах со стандартизованной водой позволят получить представление о воспроизводимости результатов.
