Ефективні дози коагулянтів (табл. 2), які забезпечують 99,9 % видалення вірусів з води, визначено на прикладі водопідготовки на Дніпровській та Деснянській водогінних станціях м. Києва. При всіх параметрах води (табл. 3) ефективність коагуляційного видалення вірусів (кишкових бактеріофагів, поліо- та ротавірусів) за нашими даними зростала в ряду СА < ОСА < ОХСА < ОХА68 < ОХА80. Підвищення основності ОХА сприяло росту його ефективності щодо видалення вірусів з води. Більш ефективна дія ОХА та ОХСА щодо вірусів у воді р. Десна свідчить про активнішу взаємодію розчинних органічних сполук з продуктами гідролізу коагулянтів (показник кольоровості води р. Десна майже вдвічі менший, ніж р. Дніпро).
Таблиця 2
Діапазон ефективних для видалення вірусів концентрацій коагулянтів (по Al2O3)
|
Коагулянти |
р. Дніпро |
р. Десна |
|
СА |
15 - 20 мг/дм3 |
10 - 20 мг/дм3 |
|
ОСА |
15 - 30 мг/дм3 |
10 - 30 мг/дм3 |
|
ОХА68,80 |
10 мг/дм3 |
5 мг/дм3 |
|
ОХСА |
10 - 15 мг/дм3 |
5 - 15 мг/дм3 |
Таблиця 3
Фізико-хімічні показники якості річкової води
|
Показники якості |
р. Дніпро |
р. Десна |
|
Кольоровість, град |
32 - 58 |
23 - 31 |
|
Каламутність, мг/дм3 |
1,3 - 2,0 |
6,2 - 6,5 |
|
Лужність, мг-екв/дм3 |
2,4 - 2,8 |
3,7 |
|
pH |
7,85 - 8,1 |
7,95 - 8,4 |
|
Окислюваність, мг/дм3 |
7,6 - 9,28 |
5,6 - 7,6 |
Тому на практиці, беручи до уваги більш ефективну дію основних коагулянтів (ОХА та ОХСА) щодо видалення вірусів з води, особливо при низьких температурах, необхідно рекомендувати застосовувати на водогонах більш сучасні коагулянти з метою отримання високоякісної питної води, що не містить патогенних вірусів. Це буде сприяти покращенню епідситуації і недопущенню виникнення водних спалахів вірусних захворювань.
4. Рекомендації щодо застосування коагулянтів для ефективного видалення вірусів з води
В Україні розроблено ДСанПіН "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання", затверджених наказом Міністерства охорони здоров'я від 23.12.96 N 383. Документ не знайшов належної реалізації. Донині (2007 р.) не відмінено застарілий ГОСТ 2871-82 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством", який не відповідає сучасним вимогам щодо якості питної води.
З урахуванням значної тривалості, трудомісткості, високої вартості вірусологічних досліджень у ДСанПіН введено ряд непрямих показників, дотримання яких дає змогу досягти достатньо високого ступеню очищення води від вірусів (табл. 4).
Таблиця 4
Непрямі показники задовільної очистки води від вірусів
|
Показники |
Їх значення |
|
Мутність |
0,5 НОМ |
|
Залишковий алюміній |
0,2 мг/дм3 |
|
Вільний хлор у складі хлорнуватистої кислоти |
0,5 мг/дм3 |
|
Кольоровість |
менше 20° |
|
pH |
6,8 - 7,2 |
|
Коліфаг T2 |
відсутність в 1 дм3 |
Найбільш визначальними показниками очистки води є каламутність, залишковий алюміній та відсутність кишкових бактеріофагів. Дотримання комплексу цих показників дає змогу значно знизити епідемічну загрозу, яку становить забруднення води.
У табл. 5 наведені результати проведеного нами аналізу показників мутності та залишкового алюмінію в пробах води одного з кращих водогонів України у разі застосування коагулянту СА. Одночасно виконано порівняльні дослідження води щодо наявності соматичних бактеріофагів відносно хазяїна E.coli B у разі застосування коагулянтів СА та ОСА (табл. 6).
Таблиця 5
Процент відхилень проб за показниками мутності та залишкового алюмінію
|
Пори року |
Мутність більше 0,5 НОМ |
Залишковий алюміній більше 0,25 мг/дм3 |
|
Зима |
85,7 |
37,5 |
|
Весна |
69,2 |
23,0 |
|
Літо |
35,7 |
7,1 |
|
Осінь |
50,0 |
21,4 |
Таблиця 6
Ефективність очистки води від коліфагів у разі застосування коагулянтів сірчанокислого алюмінію та оксихлориду алюмінію
|
Об'єкт |
Процент позитивних проб (P ± m) |
Концентрація БУО/дм3 фагів у позитивній пробі води |
Процент позитивних проб (P ± m) |
Концентрація БУО/дм3 фагів у позитивній пробі води |
|
|
Сірчанокислий алюміній |
Оксихлорид алюмінію |
||
|
Вихідна вода |
23,6 ± 5,9 |
145 |
75,8 8,5 |
497 |
|
Вода після очистки |
23,6 5,9 |
28 |
3,3 ± 0,9 |
2 |
|
Процент очистки (P m) |
0 |
80,7 ± 5,3 |
72,5 ± 7,6 |
99,6 ± 5,9 |
За наявності такої ситуації проблема інтенсифікації очистки води від вірусів набуває особливої актуальності. Тому санітарно-епідеміологічна служба має ставити питання перед відповідними відомствами щодо небезпечності для населення використання води, очищеної за допомогою застарілих технологій, та наявності ризику виникнення інфекційних захворювань як вірусної, так. і бактеріальної природи з водним шляхом передачі збудників інфекцій.
Отримані результати з використанням модельного вірусу, соматичного фагу T2, були підтверджені в напівпромислових умовах у разі застосування вакцинного штаму поліовірусу 2 типу (далі - ПВ). Використання коагулянту СА та ОСА в дозах 20 - 30 мг/дм3 за Al2O3 дає змогу видалити з води р. Десни лише 55,6 - 66,7 % вихідної величини ПВ, а з води Дніпра - 66,7 - 77,8 %. В той же час у разі застосування 15 мг/дм3 за Al2O3 коагулянтів ОХА та ОХСА було досягнуто майже 100 % видалення ПВ незалежно від типу води.
Поряд з вказаним, нами було вивчено деякі механізми взаємодії вірусів з ЧПГ ОХА. Виявлено виражену адсорбцію пластівцями ОХА вірусів, що унеможливлювало їх десорбцію. У разі застосування багатьох елюентів вдавалося десорбувати лише незначну частину внесеного вірусу, тобто спостерігалась незворотність процесу вказаної взаємодії. Це в свою чергу унеможливлює інфікування вірусами клітин хазяїна, що ми розглядаємо як наявність антивірусної активності у ОХА.
Виявлене явище має важливе практичне значення для очистки води від вірусів, і не менш важливе теоретичне - спрямоване на синтез інших полімерних коагулянтів для очистки від вірусів води та інших рідин, які застосовуються в різних галузях медицини та біології.
Потрібно вказати на те, що, на жаль, на деяких водоканалах в Україні процеси коагуляції та флокуляції, застосовують, як правило, тільки у теплий період року (виходячи з показників каламутності, кольоровості води) і не застосовують, або застосовують лише низькі дози у холодний період року. Проте саме при зниженні температури вірогідність циркуляції вірусів у поверхневих водоймах та водоочисних спорудах є найвищою. Відсутність на спорудах ефективної коагуляції і флокуляції свідчить про недостатню увагу технологів до проблеми видалення вірусів за допомогою цих процесів. Як було вказано, надто часто основним критерієм застосування коагулянтів є тільки показник каламутності води, проте бактеріофаги та інші віруси виділяються також при каламутності 0,5 - 1,0 мг/дм3 і нижче.
У разі застосування ефективних концентрацій коагулянтів і флокулянтів, визначених дослідним шляхом, можна не тільки значно знизити кількість вірусів у воді, але й спростити проведення наступних етапів очистки води, оскільки виникає можливість зменшити дози знезаражуючих агентів на кінцевому етапі водопідготовки. Це в свою чергу, має позитивне значення для зменшення концентрацій хлорорганічних та інших вторинних сполук у питній воді.
Таким чином, розробка ефективних технологічних параметрів очистки води від вірусів спрощується завдяки використанню модельного коліфагу T2. Беручи до уваги більш ефективну дію основних коагулянтів (ОХА та ОХСА) щодо видалення вірусів з води, особливо низьких температурах, можна рекомендувати водогонам переважне застосування цих реагентів, контролюючи при цьому відповідність концентрацій коагулянтів та такі параметри води як каламутність, кольоровість, окислюваність, лужність, іонна сила, температура, pH.
Потрібно вказати, що високий ступінь видалення вірусів може бути досягнутий лише у разі належної ефективності процесу фільтрації. Тому надто важливим є показник залишкового алюмінію.
Проведення комплексу натурних та експериментальних досліджень дало змогу зробити висновок, що фізико-хімічний етап водопідготовки є ведучим (головним, провідним) у процесі видалення вірусів з води. Він має переваги у порівнянні з етапами знезараження, які потребують введення великих доз дезінфектантів з огляду на високу стійкість до них вірусів. Високі дози дезінфектантів, в свою чергу, посилюють негативний ефект з точки зору токсикології. Не менш цінною є також наявність вираженої адсорбції вірусів оксихлоридом алюмінію, яка трактується нами як антивірусна активність цього реагенту, що надає перевагу полімерним коагулянтам та знижує епідемічну безпечність під час утилізації утворюваних ними осадів.
|
Директор Департаменту державногосанітарно-епідеміологічного нагляду |
А. М. Пономаренко |
