ЦЕНТР МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ «ТК МЕГАНОМ»
Бурлака А. И., д. мед. н., проф. Гаркавый С. И., д. мед. н, проф. Коршун М. М. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕТЕРМИНАНТ СОДЕРЖАНИЯ ТРИГАЛОМЕТАНОВ В ВОДЕ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ ПРИ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛАХ
- Печать
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕТЕРМИНАНТ СОДЕРЖАНИЯ ТРИГАЛОМЕТАНОВ В ВОДЕ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ ПРИ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛАХ
аспирант Бурлака А. И., д. мед. н., проф. Гаркавый С. И., д. мед. н, проф. Коршун М. М.
Национальный медицинский университет имени А. А. Богомольца, Украина, г. Киев
В статье представлены результаты исследования качества воды плавательных бассейнов (ПБ) при общеобразовательных школах г. Киева на наличие тригалометанов (ТГМ). Приведена сравнительная оценка качества воды ПБ при использовании разных методов ее обеззараживания воды: хлорирования и комбинации хлорирования с озонированием. Изучено влияние некоторых факторов (недельной рабочей нагрузки, перманганатной окисляемости, температуры и pH воды) на образование ТГМ в воде ПБ. Установлена статистически достоверная связь между концентрацией хлороформа или суммы ТГМ, с одной стороны, и перманганатной окисляемостью, температурой воды или количеством посетителей в ПБ, с другой. Между образованием ТГМ и pН воды в чашах исследуемых ПБ корреляционная связь не обнаружена.
Ключевые слова: плавательный бассейн, качество воды, тригалометаны, хлороформ, обеззараживание воды.
Бурлака А. І., Гаркавий С. І., Коршун М. М. Гігієнічна оцінка детермінант вмісту тригалометанів у воді плавальних басейнів при загальноосвітніх школах / Національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна, м. Київ
У статті представлені результати дослідження якості води плавальних басейнів (ПБ) при загальноосвітніх школах м. Києва на наявність тригалометанів (ТГМ). Наведені дані порівняльної оцінки якості води ПБ при використанні різних методів її знезаражування: хлорування і комбінації хлорування з озонуванням. Вивчено вплив деяких факторів (тижневого робочого нантаження, перманганатної окиснюваності, температури та pH води) на утворення хлороформу і ТГМ у воді досліджуваних ПБ. Встановлено статистично достовірний зв΄язок між концентрацією хлороформу чи сумою ТГМ, з однієї сторони, і перманганатною окиснюваністю, температурою води або кількістю відвідувачів у басейні, з іншої. Між утворенням ТГМ і pН води в чашах досліджуваних ПБ кореляційного зв΄язку не виявлено.
Ключові слова: плавальний басейн, якість води, тригалометани, хлороформ, знезаражування води.
Burlaka A. I., Garkavyi S. І., Korshun M. M. Hygienic assessment of determinants of trihalomethane concentrations in the water of swimming pools at schools / Bogomolets National Medical University, Ukraine, Kiev
Results of laboratory tests of water quality of 2 swimming pools at schools were analyzed for trihalometanes (THMs) concentrations. The data comparative assessment of water quality at swimming pools with different disinfection methods (chlorination and combination of chlorination and ozonation) were given. The influence of total organic content (reacts with KMnO4), water temperature, pH, weekly workload on the intensity of THMs formation was studied. Results of correlation analysis showed a statistically significant correlation between the chloroform and total THMs concentration, from the one side, and total organic content, water temperature and weekly workload, from the other side. Between the formation of THMs and pH of water correlation was not found.
Key words: swimming pool, water quality, trihalomethanes, chloroform, water disinfection
Актуальность. С 70-х годов ХХ столетия известно о том, что при хлорировании, в результате реакции между остаточными количествами дезинфектантов и органическими веществами, присутствующими в воде, могут образовываться побочные продукты дезинфекции (ППД) [1].
В плавательных бассейнах (ПБ) формированию ППД, в частности тригалометанов (ТГМ), в воде способствует как большое количество органических веществ, которые попадают в воду от пловцов, так и постоянная циркуляция воды в сочетании с длительным обеззараживанием. Первые исследования наличия ТГМ в воде и воздухе закрытых помещений ПБ были проведены в Германии и США в 1979-1980 годах. Концентрации суммы ТГМ в воде ПБ достигали 1200 мкг/дм3. Дальнейшие исследования в разных странах мира подтвердили значительные концентрации ТГМ в воде бассейнов (табл. 1).
Присутствие в воде ПБ ТГМ обусловливает необходимость контроля над их образованием, поскольку существует высокая вероятность поступления указанных химических соединений в организм пловцов ингаляционным, транскутанным и пероральным путями. Эпидемиологические исследования показали, что риск влияния ТГМ на организм человека во время купания или плавания выше, чем при употреблении питьевой воды [2]. Несмотря на это, критериев оценки качества воды ПБ по содержанию ТГМ в Украине до сих пор не существует, в отличие от Российской Федерации и стран Европы, где нормативы содержания хлороформа в воде ПБ составляют: в России − 100 мкг/дм3, Германии, Швейцарии – не более 20 мкг/дм3, Дании − 50 мкг/дм3 [3-5].
Таблица 1.
Тригалометаны в воде плавательных бассейнов в разных странах мира
Beech et al.,1980;
Armsrtong and Golden, 1986
Batjer et al.,1980;
Lahl et al., 1981;
Ewers et al., 1987;
Cammann & Hubner, 1995;
Erdinger et al.,2004;
Fantuzzi et al.,2001;
Biziuk et al.,1993
Stack et al.,2000
Chu & Nieuwenhuiijsen, 2002
Примечание: ∑ ТГМ – сумма тригалометанов, ХФ – хлороформ, БДХМ – бромдихлорметан, ДБХМ – дибромхлорметан, БФ – бромоформ.
Тип и концентрация ТГМ в воде ПБ зависит от многих факторов, связанных с эксплуатацией бассейна, а именно дезинфицирующих веществ, их концентраций, содержания в воде органических веществ, температуры, рН и скорости циркуляции воды, рабочей нагрузки на чашу бассейна, вентиляции и т.д. [6, 7].
В исследованиях, проведенных за рубежом, установлено влияние различных факторов на формирование ТГМ в воде и воздухе ПБ. В частности, обнаружены корреляционные связи между содержанием хлороформа или суммы ТГМ в воде ПБ с одной стороны, и количеством остаточного свободного и связанного хлора, уровнем общего органического углерода, pH и температуры воды, количеством посетителей в ПБ, с другой стороны [7-9].
Учитывая многочисленные последствия для здоровья пользователей ПБ ТГМ [10], существует необходимость сбалансирования потребности в адекватной дезинфекции с потенциальными рисками, связанными с воздействием ППД. Лучшее понимание динамики процессов их образования и распространения является ключом к выбору оптимальных условий эксплуатации ПБ.
Целью работы была гигиеническая оценка факторов, влияющих на образование тригалометанов в воде плавательных бассейнов при общеобразовательных школах.
Материалы и методы исследования. Обследовано 2 ПБ при общеобразовательных школах (ООШ) с различными методами обеззараживания воды и режимами эксплуатации. В ПБ-1 существуют большая, для учеников 5−11 классов и пользователей платных услуг во внеурочное время, и малая, для учеников 1−4 классов, чаши (БЧ и МЧ), в ПБ-2 – одна общая чаша. Вода в ПБ-1 (БЧ и МЧ) хлорируется гипохлоритом натрия, полученным химическим путем, в ПБ-2 − озонируется в комбинации с препаратами хлора.
Отбор проб воды из чаш ПБ осуществляли еженедельно в течение 10 последовательных недель. Для определения содержания ТГМ воду отбирали в емкости из темного стекла с притертыми (вакуумными) пробками. Для предупреждения испарения ТГМ емкость заполняли водой доверху таким образом, чтобы в ней отсутствовали пузырьки воздуха. Одновременно отбирали пробы воды для санитарно-химического анализа и фиксировали температуру воды в чаше. Образцы воды помещали в контейнер для транспортировки, позволяющий поддерживать температуру на уровне 2-8 °С и доставляли в лабораторию в течение 2 часов. Концентрацию основных ТГМ (хлороформа (ХФ), дибромхлорметана (ДБХМ), бромдихлорметана (БДХМ) и бромоформа (БФ)) в воде определяли методом парофазного анализа на газовом хроматографе с электронно-захватным детектором согласно. Санитарно-химический анализ воды проводили в соответствии с методами, приведенными в ДСанПіН 2.2.4-171-10. В каждом бассейне учитывали общее количество посетителей за предыдущую неделю.
В качестве контроля использовали водопроводную воду, которую отбирали из крана в помещении исследуемого ПБ. Статистическую обработку цифровых данных осуществляли методами вариационной статистики и корреляционного анализа; достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы "Microsoft Office Excel 2007"[11].
Результаты и их обсуждение. Установлено, что концентрация остаточного активного суммарного и свободного хлора в воде всех ПБ была достоверно выше по сравнению с водопроводной водой (табл. 2). При этом самые высокие концентрации свободного активного хлора, превышающие гигиенический норматив, принятый в России, зафиксированы в воде обеих чаш ПБ-1. В ПБ-2 приведенный показатель был достоверно ниже, чем в ПБ-1, и не превышал норматива. Такие расхождения обусловлены особенностями обеззараживания воды, поскольку в ПБ-2, за счет применения комбинированного метода, имеется возможность снизить дозу активного хлора и, соответственно, уменьшить остаточные количества дезинфектанта в ней.
Перманганатная окисляемость (ПО) воды в ПБ-1 колебалась от 4,1 мг/дм 3 до 5,77 мг/дм 3 в БЧ и от 4,58 мг/дм 3 до 6,24 мг/дм 3 в МЧ. В ПБ-2 этот показатель составлял от 3,56 мг/дм 3 до 6,83 мг/дм 3 . Достоверных отличий по данному показателю между БЧ и МЧ ПБ-1 и ПБ-2, а также между водой из чаш обоих ПБ и водопроводной водой не выявлено (табл. 2). Отсутствие отличий между водой из чаш ПБ и водопроводной водой можно объяснить задержкой на фильтрах органических загрязнений, попадающих в воду, их окислением вследствие взаимодействия с дезинфектантами (активным хлором, озоном) и пополнением объема воды в чаше чистой водой из водопровода.
Температура воды в обеих чашах ПБ-1 была одинаковой и достоверно ниже, чем в ПБ-2 (табл. 2). Водородный показатель (pH) в воде ПБ-2 был достоверно ниже, чем в обеих чашах ПБ-1 и водопроводной воде. Это связано с тем, что в бассейне с комбинированным методом обеззараживания pH снижают химическим путем с целью повышения дезинфицирующих свойств хлорсодержащих реагентов и уменьшения их доз.
Установлено, что во всех 10 пробах водопроводной воды содержание ХФ и суммы ТГМ не превышало гигиенического норматива – 60 и 100 мкг/дм 3 соответственно (табл. 2). При этом процентное содержание ХФ в сумме ТГМ колебалось от 80,99 до 91,75 % и в среднем составляло 84,59±1,07 %.
Во время эксплуатации ПБ-1 в воде обеих чаш образуются ППД, а именно ХФ, ДХБМ и ДБХМ, о чем свидетельствуют достоверно более высокие концентрации этих ТГМ по сравнению с их содержанием в водопроводной воде. Так, во всех пробах воды из обеих чаш ПБ-1 концентрация хлороформа в среднем была в 6 раз выше, чем в водопроводной воде, и в 3 раза превышала ПДК ХФ в ней.
Таблица 2.
Содержание тригалометанов и другие характеристики водопроводной воды и воды из чаш ПБ
Показатель, единицы измерения
Значение показателя в зависимости от метода обеззараживания (M ± m, n = 10)