Методы дезинвации сточных вод и их осадков в условиях Центрально-Черноземной зоны (на примере Курской обл.)

Актуальность темы

.

Широкое распространение паразитарных болезней и, в первую очередь геогельминтозов, во многом зависит от неблагоприятного санитарного состояния среды обитания человека, обусловленного загрязнением ее отходами жизнедеятельности людей (сточные воды, их осадки).

В России по данным Г. Г. Онищенко (2003), Н. В. Русаков (2004) накоплено на иловых площадках более 60−80 млрд. т. осадков сточных вод.

Сточные воды и их осадки, являясь продуктом жизнедеятельности населения содержат яйца гельминтов. Количество их в 1 литре «сырых» осадков достигает нескольких тысяч (2825 — 4837), что на порядок — два выше, чем в сточных водах. (Романенко H.A. и др., 1982, 2000; Мирзоева Р. К., 2002; Касьянов В. И., 2005 и др.).

Использование осадков сточных вод для удобрения почвы опасно в гельминтологическом отношении.

В.И. Касьянов (2005) указывает, что заболеваемость аскаридозом населения и, особенно детей, проживающего в населенных пунктах Ленинского района Московской области, расположенных вблизи иловых площадок Курьяновской станции аэрации (г.Москва) в 2−5 раз выше среднерайонной. Это связано с широким использованием необезвреженных осадков сточных вод для удобрения почвы на полях, в индивидуальных и фермерских, городском зеленом хозяйствах под овощные, ягодные, столовые культуры, цветочные и кустарниковые растения.

Нерегламентированное использование необеззараженных осадков сточных вод в сельском, городском и индивидуальных (фермерских) хозяйствах способствует экстенсивному и интенсивному обсеменению почвы и выращиваемых сельскохозяйственных, овощных и садовых культур яйцами геогельминтов, создавая тем самым риск нового заражения ими населения.

Профилактика гельминтозов является важной социальной задачей, как это определено в документах Всемирной организации здравоохранения, По4 становления Правительства России от 1 декабря 2004 г. № 715, в Решениях Коллегии Минздрава России (2001) и в резолюциях двух парламентских слушаний в Государственной думе в 2002 г.

Существующие в настоящее время методы сбора, дезинвазии и крупномасштабного длительного хранения осадков сточных вод до сих пор не получили оценки в условиях Центрально-Черноземной зоны России.

Это указывает на необходимость обеззараживания от яиц гельминтов осадков до их транспортировки на место использования в сельском и зеленом хозяйствах, фермерских и индивидуальных домовладениях. Основными требованиями к качеству осадков является их безопасность в гельминтологическом отношении.

На очистных канализационных сооружениях гг. Курска и Железногор-ска впервые предложен и осуществляется специальный комплекс. сооружений по обработке осадков сточных вод, включающий следующие три этапа:

1) обработку «сырых» осадков из первичных отстойников в метантен-ках при мезофильных (30°С) условиях с последующим обезвоживанием;

2) активный ил из вторичных отстойников обрабатывают в аэробном стабилизаторе и уплотняют;

3) затем оба подготовленных таким образом продукта смешивают и направляют в цех обезвоживания на центрифугах «ОГШ 1001 К-01», после которых, образующийся КЭЙК направляют на площадки для компостирования и подсушивания на специальных на иловых картах. Эффективность указанных методов обработки осадков в гельминтологическом отношении не изучалась.

Учитывая это нами совместно с ИМП и ТМ им. Е. И. Марциновского ММА им. И. М. Сеченова (г. Москва), Курским государственным университетом, начиная с 2000 г. проводились специальные экспериментальные исследования по оценке эффективности дезинвазии осадков сточных вод указанными методами Работа включена в план НИР на 2001;2003 гг. ИМП и ТМ им. Е. И. Марциновского ММА им И. М. Сеченова по теме: «Разработка мероприятий по снижению риска заражения населения паразитозами», а с 20 042 005 гг. — Техническое задание к договору 034/146/052 «Оптимизация профилактики паразитарных болезней"(№ госрегистрации 01.200.118.799), а также Курского государственного университета по теме: «Внедрение результатов исследований в учебный процесс на основе междисциплинарного подхода, в практическую деятельность по обеспечению безопасности функционирования живых систем и снижению риска заражения паразитозами, в повышение качества гигиенического воспитания».

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы явилось изыскание новых эффективных методов и режимов обработки сточных вод, осадков, обеспечивающих их дезинвазию, а также усовершенствование системы санитарно-гельминтологического мониторинга за ними. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Определена обсемененность яйцами аскарид сточных вод и их осадков.

2. Изучена эффективность дезинвазии сточных вод на новых очистных комплексах: станция аэрации + засыпные фильтры «ОКСИПОР» (г. Курск) и станция аэрации+песчано-гравийные фильтры (г.Железногорск) Изучена эффективность дезинвазии осадков сточных вод на уникальных комплексах их обработки, включающих: метантенки + центрифуги + аэробный стабилизатор + компостирование + иловые площадки (г. Курск) и ленточные пресс-фильтры фирмы «Klein» (Германия) + компостирование твердой фракции + иловые площадки (г.Железногорск).

3. Изучена возможность использования для дезинвазии осадков сточных вод растительного препарата «ПУРОЛАТ-БИБГСТИ».

4. Усовершенствована система санитарно-гельминтологического мониторинга за методами дезинвазии сточных вод и их осадков.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований нами впервые:

1. получены данные об эффективности дезинвазии сточных вод на новых очистных канализационных комплексах (станции аэрации + засыпные фильтры «ОКСИПОР» и станции аэрации + песчано-гравийные фильтры) — а также осадков сточных вод при обработке их в метантенках с ме-зофильным сбраживанием с последующим обезвоживанием на центрифугах, обработкой в аэробном стабилизаторе, с подсушиванием на иловых площадках, с обезвоживанием на ленточных пресс-фильтрах фирмы «Клейн» и компостированиемустановлено, что указанные методы не обеспечивают дезинвазию сточных вод и их осадковэффективность очистки сточных вод от яиц гельминтов достигает всего 82,0 — 86,0%, а обеззараживание осадков сточных вод — 36,7−51,7%.

2. экспериментально установлены в Центрально-Черноземной зоне сроки выдерживания осадков сточных вод в течение которых достигается их полная дезинвазия:

— в компостах в зоне фоновых магнитных полей они составляют 84−175, а аномальных 58- 147 сут;

— на иловых площадках — 3 г. 6мес-4 г. Змее и 3−4 года соответственно;

3. применен растительный препарат «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ», который повышает эффективность дезинвазии сточных вод на станциях аэрации до 94,6−97,8%- на комбинированных станциях (аэрофильтры и биофильто ры) мощностью до 400 м /сут — 95,5%- на сооружениях механической очистки + земляные пруды — 99,9%- сокращает сроки дезинвазии осадков сточных вод на иловых площадках до 0,5−1,0 годаснижает (на 99,1−99,4%) содержание жизнеспособных яиц гельминтов в осадках сточных вод на очистных сооружениях;

4. показано, что снижение гельминтологической опасности сточных вод и их осадков можно достигнуть путем внедрения усовершенствованной системы санитарно-гельминтологического мониторинга за ними на пути от поступления на очистные сооружения до реализации в сельском и зеленном хозяйстве, а также при сбросе в поверхностные водные объекты.

Практическая значимость.

1. Уточненные посезонные сроки выдерживания осадков сточных вод в компостах и на иловых площадках позволяют увеличить эффективность работы очистных сооружений по обеззараживанию их от яиц гельминтов с 42,7−48,4% до 100%, что исключает обсеменение почвы инвазионным материалом и риск новых заражений населения аскаридозом.

2. Предложенные комбинированные (компостирование + препарат «ПУ-РОЛАТ-БИНГСТИ" — подсушивание осадков на иловых площадках + «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ») методы обработки осадков сточных вод позволяют сократить сроки дезинвазии их при компостировании и. подсушивании на иловых площадках.

3. Внедрение в практику работы очистных канализационных сооружений г. Курска овицидного препарата «ПУРОЛАТБИНГСТИ» исключает возможность применения таких неэффективных в паразитологическом отношении этапов как: мезофильное сбраживание в метантенках, обезвоживание осадков в центрифугах и компостирование.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследования доложены на научно-практических конференциях: «Гигиеническая наука и практика в решении вопросов обеспечения санэпидблагополучия населения в Центральном регионе России» (Липецк, 2003, 2004, 2005 гг.), «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями», на форуме «Питьевые воды России» (Москва, 2002, 2003, 2005 гг.) — «Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения Курской области» (Курск, 2000;2005 гг.) — «Региональные экологические проблемы» (Белгород, 2004 г.) — «Экология и здоровье в Центрально-Черноземном регионе» (Воронеж, 2004 г.), «Интеграция науки, образования и практики» (Курский государственный университет, 2003, 2004, 2005 гг.).

Публикации.

Основные результаты диссертации представлены в 13 работах, в том числе 5 в изданиях, включенных в перечень ВАК, и 3 в официальных материалах Минздрава России.

Положения, выносимые на защиту:

1. Впервые осуществлена санитарно-гельминтологическая оценка новых канализационных комплексов очистки сточных вод и уникальных методов дезинвазии их осадков. Выявлено отрицательное влияние сточных вод и их осадков на среду обитания человека при нарушении санитарно-гельминтологичеки обоснованных режимов работы очистных канализационных сооружений.

2. Сокращение влияния указанных эпидемически негативных факторов на среду обитания человека обеспечивают эффективные методы дезинвазии сточных вод и их осадков и использование предложенной системы са-нитарно-гельминтологического мониторинга за ними.

Внедрение результатов исследований в практику:

Материалы исследований использованы при подготовке:

СанПиНа 3.2.1333−03 «Профилактика паразитарных болезней на территории Российской Федерации»;

МУК 4.2.1174−02 «Использование модельных тестов цист лямблий и ооцист криптоспоридий для гигиенической оценки эффективности водоочистки»;

МУК 3.2.1757 -03 «Эпидемиологический надзор за паразитарными болезнями»;

Инструкции по применению препарата овицидного «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ» для дегельминтизации сточных вод и образующихся осадков на очистных сооружениях канализации г. Курска (утверждена начальником МУП «Водоканал» г. Курска H.A. Цукановым 25.01.2005 г.).

Методического письма о повышении эффективности обеззараживания сточных вод и их осадков (утверждено заместителем главы администрации г. Курска, председателем Комитета жилищно-коммунального хозяйства города А. Б. Смирновым 1.09.2005 г.).

Данные диссертационной работы включены в Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2004 г.» (раздел: Проблемы эпидемиологии, диагностики и профилактики инфекционных болезней) — в доклады главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов Российской Федерации по Курской области «Об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области» в 2001 и 2004 гг. (часть VI: Государственное регулирование окружающей среды и природопользованияраздел 6.9: Наука и техника в решении проблем окружающей среды и обеспечения экологической безопасности);

Материалы диссертационного исследования вошли в циклы лекций по курсам: «Мониторинг окружающей среды» (отделение «Биология») — «Общие вопросы паразитологии» (отделение «Социально-культурный сервис и туризм») — «Санитарно-паразитологический мониторинг» (отделение «Экология») на естественно-географическом факультете- «Безопасность жизнедеятельности» на индустриально-педагогическом факультете- «Экология» на факультете искусств Курского государственного университета.

Структура диссертации.

Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), 6 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 136 источников, их которых 84 на русском языке и 52 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 25 таблицами, 21 рисунком.

выводы.

1. Неочищенные сточные воды гг. Курска и Железногорска содержат яйца аскарид, власоглавов, описторхид, дифиллоботриид, токсокар и он-косферы тениид. Наиболее часто (92,7−94,8%) обнаруживаются яйца аскарид, которые в 86,3−91,4% являются жизнеспособными, остальные виды яиц гельминтов выявляются в единичных случаях. Содержание яиц гельминтов колеблется от 12 до 22 экз/л. «Сырые» осадки сточных вод содержат яйца тех же видов яиц гельминтов, содержание которых колеблется от 1927 до 3317 экз/кг. Жизнеспособность яиц аскарид в осадках сточных вод г. Курска составляет 62,3−66,4% г. Железногорска — 55,4−51,3%, что делает этот продукт эпидемически опасным.

2. Станции аэрации, включающие дополнительную обработку, так называемых, очищенных сточных вод, на засыпных фильтрах «Оксипор» (г. Курск) или песчано-гравийных фильтрах (г. Железногорск) не обеспечивают их полной дезинвазии. Эффективность работы очистных сооружений по гельминтологическим показателям: 80,5−85,8% и 78,9−82,1%, соответственно. Причина: перегрузка в первом случае в 1,5 раза, а во втором — 2,1 раза.

3. Уникальный комплекс методов обработки осадков сточных вод, включающий метантенки (мезофильное сбраживание) центрифуги ОГШ, аэробный стабилизатор, компостирование и подсушивание на иловых площадках (г. Курск) — фильтр-прессы фирмы «Клейн» (Германия) и компостирование твердой фракции (г. Железногорск) не обеспечивают их полной дегельминтизации. Эффективность обеззараживания осадков сточных вод от яиц гельминтов на указанных комплексах, в первом случае составляет 36,748,4%, во втором — 47,9−51,7%.

4. Сроки выдерживания осадков сточных вод в компостах, обеспечивающие их полную дезинвазию составляют в зоне фоновых магнитных полей (г. Курск) — при весенней закладке буртов -132- летней — 84- осенней -175- зимней — 156 сутв зоне аномальных магнитных полей (г. Железно-горек) — 107- 58- 147 и 120 сут соответственно.

5. Сроки выдерживания осадков сточных вод на иловых площадках, обеспечивающих их полную дезинвазию составляют в зоне фоновых магнитных полей (г. Курск) — при весенней заливке — 3 г. 9 мес.- летней — 3 г. 6 мес.- осенней — 4 г. 3 мес.- зимней — 4 годав зоне аномальных магнитных полей (г. Железногорск) — 3 г. 6 мес.- 3 года- 4 года и 3 г. 9 мес. соответственно.

6. Применение препарата «ПУРОЛАТ — БИНГСТИ» в дозе 0,1 л мл/м (10% раствора) обеспечивает на станциях аэрации: дезинвазию сточных вод — на 95,5- 100%- песка — 94,6−97,8%- отбросов с решеток — 94,796,8%- в комплексах, включающих сооружения механической очистки с двумя земляными — прудами — дезинвазию стоков на 99,9%- комбинированных (аэрация и биофильтрация) очистных сооружениях мощностью 400 м / сут дезинвазию стоков на 95,5%. Применение препарата «ПУРОЛАТ — БИНТо.

СТИ" на иловых площадках в дозе 50 мл/м обеспечивает сокращение сроков дезинвазии осадков сточных вод в течении одного года т. е. в 3−5 раз, а введение его в осадки после метантенков (мезофильное сбраживание) (г.Курск) и фильтр-прессов (г. Железгорорск) срособствует гибели на 99,199,4% яиц аскарид, что исключает дополнительную их обработку на полях компостирования или на иловых площадках.

7. Усовершенствованная и внедренная на канализационных очистных сооружениях гг. Курска и Железногорска система санитарно-гельминтологического мониторинга за дезинвазией сточных вод и их осадков обеспечивает охрану почвы и поверхностных водных объектов от обсеменения яйцами аскарид и снижает (или исключает) риск новых заражений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

В целях охраны окружающей среды от обсеменения возбудителями кишечных паразитарных болезней, снижения или исключения риска заражений ими, профилактики кишечных паразитозов, в условиях Курской магнитной аномалии и Центрального Черноземья необходимо:

— Шире внедрять в практику работы организаций и учреждений Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека «Усовершенствованную систему санитарно-гельминтологического мониторинга за сточными водами, их осадками и методами их обработки».

Для дезинвазии осадков сточных вод и их осадков применять препарат «ПУРОЛАТ — БИНГСТИ» в дозировках: для сточных вод — 50 мл/м3 экспозиции не менее 6 часов.

Сроки выдерживания осадков сточных вод на иловых площадках, обеспечивающие полное обеззараживание их от возбудителей кишечных паразитозов должны быть не менее: в зоне фоновых магнитных полей — при весенней заливке — 3,5- летней — 2,5- осенней -3,0- зимней — 3,5 годав зоне аномальных магнитных полей -3,0- 2,0- 2,5- 3,0 года соответственно. При предварительной обработке осадков препаратом «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ» эти сроки сокращаются в 3−5 раз (от 0,5 до 1,0 года).