Автореферат (Мониторинг хлорирования воды хозяйственно-питьевого назначения и поиск путей снижения содержания галогенорганических соединений в питьевой воде)

На правах рукописиМалкова Мария АлександровнаМОНИТОРИНГ ХЛОРИРОВАНИЯ ВОДЫ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГОНАЗНАЧЕНИЯ И ПОИСК ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ03.02.08 – Экология (в химии и нефтехимии)Авторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукУфа 20192Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования «Уфимский государственный нефтянойтехнический университет» на кафедрах «Физика» и «Прикладная экология».Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ведущая организация:Кантор Евгений Абрамовичдоктор химических наук, профессорСафарова Валентина Исаевнадоктор химических наук, профессор, начальникГБУ РБ УГАКШагидуллина Раиса Абдулловнадокторхимическихнаук,начальникУправления государственной экологическойэкспертизы и нормирования воздействия наокружающую среду Министерства экологии иприродных ресурсов Республики ТатарстанФедеральное государственное автономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования «Казанский (Приволжский)федеральный университет» (ФГАОУ ВОКФУ)Защита состоится «15» октября 2019 г.

в 10.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.12 при РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.Губкина по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д.65, корп.1, ауд.202С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке РГУнефти и газа (НИУ) И.М. Губкина и на сайте университета http://www.gubkin.ru.Автореферат разослан «__»______________ 2019 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.200.12доктор химических наукИванова Л.В.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Качество питьевой воды часто не удовлетворяетпринятым в Российской Федерации нормам. Высокая антропогенная нагрузка наводные объекты приводит к ухудшению качества воды водоисточника.Одним из наиболее важных требований к качеству воды хозяйственнопитьевого назначения относят отсутствие возбудителей инфекционных,паразитарных заболеваний и глистных инвазий.

Поэтому возникает необходимостьих обезвреживания. Хлорирование является наиболее распространенным инадежным методом обеззараживания питьевой воды. Однако такой способприводит к образованию продуктов хлорирования – галогенорганическихсоединений, - большая часть которых приходится на тригалогенметаны (ТГМ). Вэту группу соединений относят хлороформ CHCl3 (ТХМ), бромдихлорметанCHBrCl2 (БДХМ), дибромхлорметан CHBr2Cl (ДБХМ) и бромоформ CHBr3 (ТБМ).Компоненты ТГМ могут оказывать существенное негативное влияние наздоровье населения.

Они обладают полиморфизмом токсического действия испособностью вызывать отдаленные эффекты, например канцерогенез. Большойинтерес к качественному и количественному содержанию ТГМ в питьевой водеобусловлен как особенностями воздействия веществ этой группы на организмчеловека, так и массовостью населения в России и за рубежом, потребляющего ииспользующего в течение многих лет питьевую воду, технологический процессобеззараживания которой включал стадию хлорирования.Работа выполнена при финансовой поддержке:•РГНФ, проект «Эколого-гигиеническая оценка влияния качества воды наздоровье населения (на примере г.

Уфы)» №15-16-02009/15, №15-16-02009/16;•грант Академии наук Республики Башкортостан молодым ученым имолодежным научным коллективам в 2017 году, проект «Роль Павловскоговодохранилища в формировании химического состава воды реки Уфа понекоторым показателям качества воды»;•Государственное задание №5.12863.2018/8.9, проект «Разработка системыидентификации и количественного анализа экологических рисков, возникающихпри водоснабжении крупной городской агломерации».Степень разработанности проблемы.

Имеется достаточное количествороссийских и зарубежных публикаций, посвященных изучению выявлениязакономерностей образования ТГМ и их влиянию на здоровье населения. Тем неменее, не существует универсального алгоритма прогнозирования концентрации4ТГМ и его компонентов, поскольку матрица исходной воды может существенноотличаться.Целью работы является мониторинг ТГМ в воде хозяйственно-питьевогоназначения (на примере поверхностного и инфильтрационных водозаборов г. Уфы).Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:мониторинг содержания компонентов ТГМ в питьевой воде;сопоставление результатов мониторинга, полученных для водозаборовповерхностного и инфильтрационного типов;оценка возможности прогнозирования качества питьевой воды посодержанию ТГМ и компонентов;исследование взаимосвязи между качеством питьевой воды, определяемымсодержанием ТГМ, с заболеваемостью населения;оценка канцерогенного и неканцерогенного рисков здоровью населения,связанных с потреблением хлорированной питьевой воды;оценка образования броморганических ТГМ при хлорировании воды сиспользованием электролиза раствора хлорида натрия и поиск путей снижениябромсодержащих ТГМ в питьевой воде.Научная новизна работы.

На основании математической обработки данныхмноголетнихнаблюдений(1995-2017гг.)установлено,чтовкладдетерминированных компонент в изменчивость содержания компонентов ТГМ впитьевой воде поверхностного и инфильтрационных водозаборов г. Уфысоставляет 75-98%.Найдены уравнения, которые могут быть использованы для прогнозированиясодержания ТГМ в питьевой воде на основании данных о дозе введенного дляобеззараживания хлора, мутности, цветности, окисляемости воды и расхода водына водоисточнике.Выявлено, что наибольшую опасность в отношении канцерогенного рисказдоровью человека среди компонентов ТГМ в период 1997-2013 гг. наповерхностном (ПВ) и инфильтрационном водозаборах (ИВ1) города Уфыпредставляет БДХМ, на инфильтрационном водозаборе (ИВ2) - ДБХМ.На основании данных о первичной и общей заболеваемости населения г Уфыза период 2002-2013 гг., в целом, выявлено отсутствие статистически значимойсвязи между показателями заболеваемости населения (злокачественныеновообразования, болезни крови, эндокринные заболевания, болезни системыкровообращения, болезни органов дыхания, болезни органов пищеварения, кожныеболезни, болезни опорно-двигательного аппарата, болезни мочеполовой системы,5врожденные уродств) и содержанием ТГМ в питьевой воде поверхностного иинфильтрационного водозаборов.Практическая значимость.

Предложены подходы, позволяющиепрогнозировать концентрацию ТГМ и составляющих компонентов на основанииданных о мутности, цветности и окисляемости исходной воды, а также дозывведенного для обеззараживания хлора. Разработано учебное пособие для врачей«Эколого-гигиенические риски здоровью человека при употреблении питьевых водв условиях промышленного города»; зарегистрированы две базы данных(свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620652 от23.05.2016; № 2017620028 от 10.01.2017). Сформулированы рекомендации поснижению концентраций бромсодержащих компонентов ТГМ в питьевой воде.Положения, выносимые на защиту.1. Результаты оценки загрязненности водоисточника и питьевой воды ТГМ икомпонентами (ПВ и ИВ).2. Математические зависимости для прогнозирования концентрации ТГМ икомпонентов в питьевой воде.3.

Результаты оценки связи между показателями заболеваемости населения икачества питьевой воды в отношении содержания ТГМ.4. Результаты оценки канцерогенного и неканцерогенного рисков здоровьюнаселения вследствие потребления хлорированной питьевой воды, содержащей ТГМ.5. Результаты оценки образования броморганических ТГМ при хлорировании водыпродуктами электролиза водного раствора хлорида натрия с добавками бромиданатрия.Соответствиепаспортуспециальности.Темаисодержаниедиссертационной работы соответствует формуле специальности 03.02.08:принципы и механизмы системного экологического мониторинга, аналитическогоконтроля в легкой, текстильной, химических и нефтехимических отрасляхпромышленности (пункт 4.3).

В работе проводится мониторинг питьевой водыповерхностного и инфильтрационного водозаборов г. Уфы в отношении ТГМ,образующихся в результате процессов химической обработки воды.Апробация работы.Основные результаты работы представлены на: Всероссийской научнотехнической конференции с международным участием «Фундаментальные иприкладные исследования в технических науках в условиях перехода предприятийна импортозамещение: проблемы и пути решения» (Уфа, 2015); IX Всероссийскойнаучной интернет-конференции «Интеграция науки и высшего образования в6области био- и органической химии и биотехнологии» (Уфа, 2015); VIIIМеждународной научно-практической конференции молодых учёных «Актуальныепроблемы науки и техники» (Уфа, 2015); 67-й Научно-Технической конференциистудентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 2016); XV международнойнаучно-технической конференции «Современные проблемы экологии» (Тула,2016); X Всероссийской научной интернет-конференции «Интеграция науки ивысшего образования в области био- и органической химии и биотехнологии»(Уфа, 2016); Всероссийская конференция по квантовой и математической химии(Уфа, 2017); XIХ Международной молодежной научно-практической конференции(Новосибирск, 2017); 69-й Научно-Технической конференции студентов,аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 2018).Публикации.