Диссертация (1173069), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Высоким риском мутагенной и канцерогенной опасностихарактеризуется Екатеринбург [123]. Причиной повышения канцерогенногориска считаются загрязнения питьевой воды в Новокузнецке, Кемерово,Оренбурге [115,120,151,171].Установлена прямая положительная связь с высоким коэффициентомкорреляции между онкологической смертностью и цветностью питьевойводы [150]. У женщин, проживающих в городах и потребляющиххлорированнуюводусвысокойостаточнойцветностью(45-1900),установлено большее число нарушений течения беременности, родов ипатологии [123].Также в отечественной и зарубежной литературе все чаще публикуютсяработы,свидетельствующиеопричинно-следственныхсвязяхрядазаболеваний сердечно-сосудистой, мочевыделительной, пищеварительной,нервной, иммунной систем, опорно-двигательного аппарата, дефектовразвитияспотреблениемпитьевыхвод,содержащихповышенныеконцентрации компонентов ТГМ [7,35,17,23,38,66,85,99,181,120].В результате диспансеризации 2016 года в Республике Башкортостанвыявлено свыше 104,6 тысячи случаев заболеваний.
Из них на первом местестоят болезни системы кровообращения — порядка 29 тысяч (27,9%), навтором — болезни эндокринной системы — более 25 тысяч случаев (24,1%),на третьем — болезни мочеполовой системы — 11,5 тысячи случаев (11%).Возникновение перечисленных заболеваний также непосредственно можетбыть связано с качеством питьевой воды [152].241.6 Описание источника водоснабжения г. УфыОсновным источником водоснабжения города Уфы является река Уфа.Она вытекает из Уфимского озера, расположенного на северо-западномсклоне г.
Юрмы, в пределах северной части Южного Урала. Еепротяженность 969 км., площадь водосборного бассейна 52589 км2. Река Уфапринимает большое количество притоков [136].Река Уфа протекает по территории, характеризуемой наличиембольшогоколичествакрупныхнефтеперерабатывающего иводозаборовг.Уфыеепромышленныхнефтехимическогопересекаютпрофиляпредприятий[159]. Вышемногочисленныенефте-ипродуктопроводы, на ней расположены нефтепричалы, места утилизацииплавучих средств, карьеры. Регулирование стока реки осуществляетсяПавловским водохранилищем, расположенным выше по течению, кудапоступают загрязняющие вещества из соседних прилегающих Челябинской иСвердловской областей [72].От качества воды Павловского водохранилища в значительной степенизависит качество воды уфимских водозаборов (ВЗ) [136].
На реке Уфарасположены 5 ВЗ, четыре из них – инфильтрационные, фильтрующие водуреки через аллювий [159].Приоритетным загрязняющим веществом речной воды р. Уфа являетсябенз(а)пирен(Б(а)П).ВкладотносительногосодержанияБ(а)Пвкоэффициент суммации контролируемых техногенных органических веществ1 и 2 классов опасности для р. Уфа является наибольшим [178]. Определениевкладаконтролируемогосоединения1и2классовопасностивзагрязненность воды основано на относительном содержании Ci / ПДКi квеличине коэффициента суммации ∑(Ci / ПДКi), где Ci – фактическая, аПДКi – предельно-допустимая концентрация вещества соответственно.Оценка коэффициентов суммации проведена в соответствии с нормативнымитребованиямиСанПиН[143].Такжеотмечается,чтоповышеннымсодержанием Б(а)П характеризуются два годовых периода – паводок и25осенне-зимний [132,178].
Среди ТГМ в речной воде в период 1995-2002 гг.обнаруживался хлороформ (рис. 3).Результаты исследований состояния водоисточника методом нечеткихмножеств выявили, что вода р. Уфы в зимне-весенний период является болеезагрязненнойотносительнолетне-осеннегопериодапоорганическимзагрязнителям I и II классов опасности; состав органических загрязнителей поконтролируемым показателям воды р. Уфы принципиально не меняется влетне-осенний и зимне-весенний периоды. Фоновая суммарная концентрацииТГМ в воде р. Уфа не превышает 0,3 мкг/дм3 и не оказывает существенногоКонцентрация CHCl3, мкг/дм3Концентрация CHCl3, мкг/дм3влияния на качество питьевой воды [162,165-167].65432102.521.510.50аy = 0.0023x + 0.3835R² = 0.0065y = -0.0021x + 0.3013 бR² = 0.046943 y = 0.0054x + 0.1408R² = 0.11242в1Рисунок 3 - Содержание хлороформа встворах речной воды некоторыхводозаборов г.Уфы (1995-2002 гг.)а) ИВ1, б) ПВ, в) ИВ2 [162]0Спомощьюметодаанализавременныхрядовконцентрацийкомпонентов ТГМ получено, что вклад в изменчивость временного ряда дляповерхностноговодозабораопределяетсясезоннойсоставляющей.Инфильтрационные водозаборы характеризуются сглаженным, по сравнениюс поверхностным, характером образования ТГМ.
Случайная составляющая26доминирует в изменении количества бромсодержащих ТГМ [90,162164,168,169].Сочетанием корреляционно-регрессионного и анализа временныхрядов выявлены факторы и получены математические зависимости,позволяющие прогнозировать концентрацию ТГМ в питьевой воде на уровнеточности методик измерения. В результате расчетов показано, что переход отповерхностного водозабора к инфильтрационному одного водоисточникапозволяет снизить концентрацию ТГМ в 2 и более раза [90,162-164] .27ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯВ качестве объекта исследования выбрана вода водоисточника (р. Уфа)ипитьеваяводарезервуаровчистойводы(РЧВ)водозаборовинфильтрационного (ИВ1, ИВ2) и поверхностного (ПВ) типов (рис.4).Рисунок 4 – Схема расположения водозаборов ИВ1, ПВ, ИВ2Створ 1 ИВ1 расположен выше по течению р.
Уфа и в меньшей степениподвержен загрязнению со стороны промышленной зоны и городскойагломерации. Створ 2 ПВ расположен ниже по течению промышленной зоныи выше городской агломерации, а на створ 3 ИВ2 оказывают влияние ипромышленнаязонаигородскаяагломерация.Такимобразом,функционирование водозаборных сооружений происходит в условияхповышенных рисков [132].На ИВ1 и ИВ2 вода проходит только стадию обеззараживания жидкимхлором.28Подготовка воды на ПВ ведется по двухступенчатой схеме: вотстойниках и на скорых фильтрах. Для реагентной обработки водыприменяется оксихлорид алюминий и полиакриламид.
Скорые фильтрызагружены высокоэффективным фильтрующим материалом – горелойпородой. Обеззараживание воды осуществляется УФ-излучением и жидкимхлором для поддержания бактерицидного эффекта в распределительныхсетях города [71].2.1Определение содержания летучих галогенорганическихсоединений газожидкостной хроматографиейПрирасчетахиспользуютсяданныепосодержаниюТГМикомпонентов за период 1995-2017 гг. Начиная с 1999 г. применяетсяметодика МП АП – 59, разработанная и аттестованная в ЦАККВ (Центраналитического контроля качества воды) МУП «Уфаводоканал» в 1999г.(переаттестована в 2008г). Методика МП АП - 59 была положена в основуразработкиГОСТР51392-99,впредставленномисследованиииспользовалась для анализа воды на содержание ТГМ [76,113].Методика предназначена для количественного определения летучихгалогенорганических соединений (ЛГС) в питьевой воде, воде источниковводоснабжения методом хроматографического анализа равновесного пара сдетектором электронного захвата.
Метод основан на получении равновесногопара из пробы воды в закрытом сосуде, разделении его компонентов нахроматографической колонке, фиксировании последовательно выходящихЛГС детектором электронного захвата, идентификации пиков по временамудерживания, расчете массовой концентрации.Количественный расчет содержания ЛГС проводят на основанииградуировочных зависимостей, установленных методом внешнего стандартав линейном диапазоне измерений с помощью программного обеспечения.Присутствие загрязнений выявляют при проведении холостых опытов.
Дляустранения этого влияния рекомендуется использовать особо чистые29растворители и реагенты. Посуду, используемую для отбора и анализа проб,моют хромовой смесью, дистиллированной водой и сушат при температуре(150-200)°С. Посуду заполняют пробой до верха, избегая перемешивания, изакрывают таким образом, чтобы не было газовой фазы. «Реагентная» вода,используемаядляприготовлениястандартныхрастворов,готовитсякипячением бидистиллированной воды с одновременным барботированиемчерез нее инертного газа со скоростью 100-150 см/мин или очисткой сиспользованием специальной установки типа «Milly-Q». Вода считаетсяпригодной, если содержание определяемых ЛГС не превышает 10% отнижнего значения массовой концентрации, определяемой методикой.ДляприготовлениястандартныхрастворовЛГСиспользуютГосударственные стандартные образцы (ГСО) с аттестованным значениеммассовой доли определяемого соединения.
Выполнение анализа проводится вавтоматизированном режиме при помощи газового хроматографа "MEGA",который снабжен:•селективным детектором к галогенорганическим соединениям –детектором электронного захвата (ДЭЗ) с пределом детектирования 5x10-14г/сек по линдану;•капиллярной колонкой длиной 30 м, внутренним диаметром 0,32мм с неподвижной фазой SE-54;•автоматизированной системой подготовки и ввода пробы(автосамплером) HS 850 фирмы "Fisons Instruments".•системой регистрации хроматографических данных (компьютер спрограммным обеспечением).Параметры пробоподготовки: время термостатирования – 30 мин;температура термостатирования - 80° С; температура шприца - 80° С; объемгазовой фазы, дозируемый в испаритель - - 1 см3.Хроматографирование: температура испарителя - (120 ± 2)°С;температура детектора – (300-330)° С; температура термостата колонки взависимости от типа применяемой колонки - 35° С; скорость газа-носителя 302 см3/мин; скорость поддувочного газа-азота в ДЭЗ - 30 см3/мин [72].При значении доверительной вероятности 0,95 показатель точностисоставляет:•для ТХМ при концентрациях 0,006-0,007 мг/дм3 - 42%, 0,007-0,07 мг/дм3 - 26%;•для БДХМ при концентрациях 0,003-0,02 мг/дм3 - 36%, 0,02-0,03 мг/дм3- 30%;•для ДБХМ при концентрациях 0,0003-0,01 мг/дм3 - 36%, 0,01-0,03 мг/дм3 - 27%;•для ТБМ при концентрациях 0,001-0,005 мг/дм3 - 36%, 0,05-0,1 мг/дм3 -26%.2.2.
Методология прогнозирования ТГМ в питьевой водеПредставляется целесообразной реализация задачи прогнозированиясодержания ТГМ в питьевой воде на основе двух разных подходов. Первыйподход заключается в прогнозной оценке на основе статистическогонаблюдения динамики изучаемого показателя. Второй подход подразумеваетисследование зависимости изучаемого параметра от других (одной илинескольких) величин. Методология представлена на рисунке 5.Важно отметить, что полученные уравнения тренда в исследованияхиспользуются не для прогнозирования, а для определения тенденцииизменения процесса во времени и носят информативный характер.31Прогноз по времени• определение общей тенденции развития процесса• ранжирование ТГМ по временным периодам• метод анализа временных рядовПрогноз по параметру• корреляционно-регрессионный анализ (исследование влияниядозы хлора, мутности, цветности, окисляемости, расходы водыводохранилища на содержание ТГМ и компонентов в питьевойводе)Рисунок 5 – Блок-схема методологии прогнозирования концентрацийкомпонентов ТГМ в питьевой воде2.2.1 Ранжирование по содержанию компонентов ТГМ ивременным периодамПри проведении ранжирования по веществам выполняется следующаяпоследовательность действий:1.расчетотносительныхконцентрациивеществ-загрязнителейдлякаждого месяца в рамках рассматриваемого периода;2.присвоение рангов каждому веществу-загрязнителю (минимальномузначению относительной концентрации соответствует значение ранга 1);3.расчет отношения ранга месяца к максимальному месячному рангу;4.расчет среднего арифметического полученных на 3 этапе значений врамках рассматриваемого периода для каждого вещества;5.ранжирование полученных значений (чем выше ранг, тем большестепень влияния вещества-загрязнителя);6.деление полученных рангов на максимальный в рассматриваемомпериоде;327.расчет средних арифметических значений, полученных на 6 этапе[162].Алгоритм ранжирования по временным периодам включает:1.расчетотносительныхконцентрациивещества-загрязнителядлякаждого месяца в рамках рассматриваемого периода;2.расчет отношения относительной концентрации вещества-загрязнителяк годовой сумме относительных концентраций всех веществ;3.присвоениеранговполученнымзначениям(месяцу,которомусоответствует наименьшее значение суммы относительных концентраций,присваивается значение ранга 1);4.расчет отношения ранга месяца к максимальному месячному рангу;5.расчет среднего арифметического полученных на 4 этапе значений врамках рассматриваемого периода для каждого вещества;6.ранжирование полученных значений [162].2.2.2 Анализ временных рядовОдним из математических методов, позволяющих дифференцироватьданныеаналитическихнаблюдений(временногоряда)надетерминированную и случайную составляющие является метод анализавременных рядов [180].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
