Гігієнічна оцінка грунту

З метою визначення ступеня забруднення грунту використовують загальноприйняту схему санітарної оцінки грунту, що передбачає виділення 4 ступенів забруднення грунту (чистий, мало забруднений, забруднений, сильно забруднений) та визначення санітарно–хімічних (число Хлєбнікова), санітарно–бактеріологічних (мікробне число, колі–титр, титр анаеробів), санітарно–гельмінтологічних (число яєць аскарид у 1 кг грунту), санітарно–ентомологічних (число личинок мух на 0,25 м² грунту), токсикологічних та радіаційних показників, характеристик вмісту канцерогенних речовин тощо.

Схема оцінки показників санітарного стану грунту приведена у таблиці 1.

Таблиця 1

Схема санітарної оцінки грунту

Ступінь забруднення грунту	Санітарно-хімічні показники: число Хлєбнікова	Санітарно-бактеріологічні показники (мікробне число; Колі-титр; титр анаеробів)	Санітарно-гельмінтологічні показники (число яєць аскарид у 1 кг грунту)	Санітарно-ентомологічні показ-ники (число личинок мух на 0,25 м2 грунту)	Показник забруднення ЕХР (кратність перевищення ГДК)	Радіаційні показники: активність грунту, Ки/км2
Чистий	0,98–1,00	менше 103; понад 1,0; понад 0,1	0	0	менше ГДК	1-5
Мало забруд-нений	0,85–0,98	103–5•104; 1,0–0,01; 0,1–0,001	1–10	Одиночні екземпляри	1–10 ГДК	5-15
Забруд-нений	0,70–0,85	5•104–106; 0,01–0,001; 0,001–0,0001	11–100	10-25	11–100 ГДК	15-40
Сильно забруд-нений	менше 0,70	понад 106; менше 0,001; менше 0,0001	понад 100	понад 25	понад 100 ГДК	40-100

Примітка:

Санітарне число Хлєбникова – це співвідношення вмісту азоту гумусу та рівня загального органічного азоту, який складається з азоту гумусу та азоту сторонніх для грунту органічних речовин, що забруднюють його. Гумусом називають грунтові органічні сполуки (гумінові кислоти, фульвокислоти та ін.), синтезовані грунтовими мікроорганізмами. Розраховують, за допомогою формули (1):

А

С = —

В

де: С — число Хлєбнікова;

А — кількість азоту гумусу в мг на 100 г абсолютно сухого грунту;

В — кількість органічного азоту в мг на 100 г абсолютно сухого грунту.

Мікробне число являє собою кількість бактерій у 1 г. грунту.

Колі—титр — мінімальна кількість грунту (в г) в якій виявляється 1 Е. coli.

Титр анаеробів — мінімальна кількість грунту (в г) в якій виявляється Bac. perfringens.

Крім того, як показники санітарного стану грунту можна використовувати дані про вміст СО_2.та сполук азоту.

Оцінка санітарного стану грунту за вмістом СО₂ (у об.%) проводиться на підставі наступних критеріїв:

• 0,38 — 0,80 — чистий грунт;

• 1,20 — 2,80 — мало забруднений грунт;

• 4,10 — 6,50 — забруднений грунт;

• 14,50 — 18,00 — сильно забруднений грунт.

Оцінка санітарного стану грунту за вмістом сполук азоту проводиться на підставі таких критеріїв (показники незабрудненого грунту): загальний вміст азоту — 68 мг/100 г; аміак — 57мг/100 г; азотна кислота — 126 мг/100 г.

МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГРУНТУ

Визначення механічного складу грунту

Визначення механічного складу грунту проводиться за допомогою набору сит Кнопа з отворами 0,3; 1,0; 2,0; 4,0 та 7,0 мм. Повітряно—сухий грунт у кількості 200—300 г просіюють через кожне сито, отримані при цьому порції зважують і розраховують їх відсотки у зіставленні до загальної маси грунту, що була взята для просіювання.

Визначення об’єму пор грунту (пористості)

В циліндр на 50 мл наливають 25 мл води. В інший сухий циліндр насипають 25 см³ сухого грунту, який потім пересипають у циліндр з водою. Різниця між загальною сумою взятих об’ємів води та грунту і отриманим об’ємом суміші складає об’єм пор, який виражають у відсотках.

Визначення водопроникності грунту

У скляну трубку заввишки 35 см, діаметром 3—4 см, що має дві мітки на висоті 20 і 24 см, насипають грунт до мітки 20 см. Зверху наливають 4 см води і підтримують її рівень до появи першої краплі, що пройшла крізь шар грунту. Водопроникність визначають як час проходження води через шар грунту.

Визначення капілярності грунту

Скляну трубку висотою 40 см, діаметром 2 см, дно якої закрите полотном, наповнюють повітряно-сухим грунтом, занурюють нижній край у воду на 0,5 см. Фіксують час та відмічають рівень піднімання води у трубці у см. через кожні 30 хвилин. Швидкість, з якою піднімається в грунті, характеризує його капілярність.

ЕТАПИ НОРМУВАННЯ ЕКЗОГЕННОЇ ХІМІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В ГРУНТІ

1 етап — вивчення фізико—хімічних властивостей екзогенної хімічної речовини (ЕХР) та її стабільності у грунті, тобто часу, за який руйнуються 50% (Т₅₀) та 99% (Т₉₉) речовини, що розглядаються;

2 етап — обгрунтування обсягу експериментальних досліджень та орієнтовних порогових концентрацій з кожного показника шкідливості за допомогою математичного моделювання;

3 етап — лабораторний експеримент з обгрунтування порогових концентрацій за органолептичним, загальносанітарним, фітоакумуляційним, міграційно—водним, міграційно-повітряним, токсикологічним показниками шкідливості;4 етап — визначення величин гранично допустимого рівня внесення (ГДРВ) та безпечної залишкової кількості (БЗК) для хімічних речовин конкретних грунтово—кліматичних умов;

5 етап — вивчення впливу грунту, що забруднений ЕХР, на стан здоров’я населення з метою здійснення корекції гігієнічних нормативів, що існують.

Показники шкідливості грунту

Органолептичний показник шкідливості грунту характеризує ступінь зміни харчової цінності продуктів рослинного походження, а також запаху атмосферного повітря, смаку, кольору та запаху води і харчових продуктів в екстремальних умовах експерименту.

Загально-санітарний показник шкідливості грунту визначає вплив ЕХР на процес самоочищення грунту та його біологічну активність.

Фітоакумуляційний або транслокаційний показник шкідливості грунту характеризує здатність ЕХР, що нормують, переходити з грунту через кореневу систему у рослини та накопичуватися у зеленій масі та плодах.

Міграційно-водний показник шкідливості грунту визначає процес міграції ЕХР, що вивчають, з грунту в поверхневі та підземні води.

Міграційно-повітряний показник шкідливості грунту визначає процес міграції ЕХР, що вивчають, з грунту в атмосферне повітря.

Токсикологічний показник шкідливості грунту характеризує ступінь токсичності ЕХР, що вивчають, для організмів теплокровних експериментальних при комплексному або поєднаному її надходженні з водою, їжею, повітрям, через шкіру, слизові оболонки верхніх дихальних шляхів тощо.

Санітарна охорона грунту – це комплекс заходів, спрямованих на обмеження надходження в грунт механічних, хімічних і біологічних забруднювачів до величин, які не порушують процеси самоочищення грунту, не призводять до накопичення у рослинах шкідливих речовин у небезпечних для здоров’я людей і тварин кількостях, не призводять до забруднення атмосферного повітря, поверхневих та підземних водойм, а також не обмежують використання грунту в сільському господарстві.

Санітарно-технічні заходи (санітарне очищення населених місць) – це комплекс заходів, що зумовлюють виконання гігієнічних вимог до облаштування та експлуатації обладнання й споруд, які призначенні для збирання, тимчасового зберігання, транспортування, знешкодження та утилізації твердих і рідких побутових і промислових відходів.

Усі відходи поділяють на 2 великі групи: рідкі та тверді.

До рідких належать: 1) нечистоти з вигребів туалетів; 2) помиї (від приготування їжі, миття посуду, підлоги, прання білизни та ін.); 3) стічні води – господарсько-фекальні (побутові), міські, атмосферні (зливові і талі), а також брудна вода від миття і поливання тротуарів та проїзжих частин вулиць.

До твердих відходів належать: 1) сміття (побутові відходи); 2) покидьки (відходи кухні); 3) відходи лікувально-профілактичних установ; 4) відходи інших громадських установ (шкіл, дитячих дошкільних установ, середніх та вищих навчальних закладів, офісів та ін.); 5) відходи підприємств громадського харчування; 6) відходи тваринного походження (трупи тварин, гній, харчові конфіскати); 7) відходи торгівельних закладів; 8) відходи промислових підприємств; 9) шлаки котельних; 10) будівельне сміття, міський грунт; 11) вуличний зміт.

Розрізняють 3 системи видалення відходів:

• сплавну систему застосовують у повністю каналізованих населених пунктах, в яких рідкі та частково дрібні тверді відходи сплавляють на очисні споруди системою труб. Такий спосіб видалення рідких та частково дрібних твердих відходів дістав назву каналізації. Решту твердих відходів вивозять спеціальним автотранспортом.

• вивізну систему використовують у неканалізованих населених пунктах. При цьому і рідкі, і тверді побутові відходи вивозять у місця знешкоджування та утилізації спеціальним автотранспортом. Такий спосіб видалення (вивозу) твердих відходів дістав назву очищення, а рідких – асенізації (від франц. оздоровлення).

• змішану систему застосовують у частково каналізованому населеному пункті. За такої системи рідкі відходи з каналізованої частини населеного пункту видаляють за допомогою каналізаційної мережі, з неканалізованої – вивозять асенізаційним транспортом, а всі тверді відходи вивозять транспортом для санітарного очищення

У сучасних населених пунктах за наявності каналізації всі рідкі відходи сплавляють. Після знешкоджування вони потрапляють головним чином у поверхневі водойми. У разі вивізної системи рідкі ті тверді відходи знешкоджуються переважно в грунті.

Для позбавлення твердих відходів епідеміологічної та санітарної небезпеки застосовують комплекс науково обгрунтованих заходів – санітарного очищення населених місць. В Україні прийнято планово-регулярну систему очищення від твердих побутових відходів. Суть її полягає в тому, що організація, яка відповідає за очищення, регулярно за затвердженим графіком, у терміни, визначені санітарними вимогами, вивозить спеціальним автотранспортом відходи з території біля будинків. Здійснюється в 3 етапи: 1 – збирання і тимчасове зберігання твердих побутових відходів (за допомогою сміттєпроводів, квартирних, дворових, вуличних сміттєзбирачів та контейнерів); 2 – вивезення (за допомогою сміттєвозів); 3 – знешкоджування та утилізацію.

Вимоги до методів знешкодження, що застосовуються:

1. Метод повинен забезпечувати надійне знешкоджування, тобто відходи повинні перетворюватись на нешкідливий в епідемічному та санітарному плані субстрат.

2. Метод повинен забезпечувати швидке знешкоджування

3. Метод повинен запобігти відкладанню яєць та розвитку личинок і лялечок мух, які є переносником бактеріального забруднення, як у відходах під час знешкодження, так і в знешкодженому субстраті.

4. Метод повинен передбачати запобігання доступу гризунів у процесі знешкоджування відходів і перетворення їх на субстрат, несприятливий для життя та розвитку тварин.

5. Органічні сполуки, що містяться у твердих побутових відходах, повинні швидко перетворюватись на такі речовини, які не загнивають і не забруднюють повітря.

6. У процесі знешкоджування відходів не повинні забруднюватись поверхневі та підземні води.

7. Метод повинен давати змогу максимально та безпечно для здоров’я людей використовувати корисні властивості твердих побутових відходів (отримання теплової енергії, відгодівля тварин, перероблення на органічні добрива).

За кінцевою метою перероблення всі методи поділяють на 2 групи: утилізаційні (перероблення відходів на органічні добрива, біопаливо, виділення вторинної сировини, наприклад, металевого брухту, використання як енергетичного палива) та ліквідаційні (поховання в землю, скидання в моря, спалювання без використання тепла).

За технологічним принципом методи знешкоджування поділяють на: 1) біотермічні (поля заорування, удосконаленні сміттєзвалища, полігони складування, поля компостування, біокамери, заводи біотермічного перероблення; у сільській місцевості в особистих господарствах – компостні купи, парники); 2) термічні (сміттєспалювальні заводи без або з використанням теплової енергії, що утворюється при цьому, піроліз з одержанням горючого газу та нафтоподібних мастил); 3) хімічні (гідроліз); 4) механічні (сепарація відходів з подальшою утилізацією, пресування в будівельні блоки); 5) змішані.

«Правила охорони поверхневих вод від забруднення зворотніми водами», затверджені Постановою Кабінету Міністрів України від 25.03.1999р. за № 465, обмежують відведення в них стічних вод під час господарської діяльності суб’єктів різних форм власності, окремих громадян. Для цього рекомендують максимально використовувати стічні води в зворотніх системах водопостачання для вилучення цінних відходів, усувати їх повністю або частково за рахунок раціоналізації технології виробництва й облаштування безстічних виробництв, а також використовувати для зрошування в сільському господарстві.

Забороняється скидати у поверхневі водойми: неочищені й недостатньо очищені господарсько-побутові, промислові та зливові стічні води; стічні води, що містять шкідливі речовини або продукти їхньої трансформації у воді, на які не встановлено ГДК чи ОДР; радіоактивні речовини; технологічні відходи; промислову сировину, реагенти, напівпродукти і кінцеві продукти у кількостях, що перевищують встановлені нормативи технологічних втрат. Правилами заборонено скидати в поверхневі водойми стічні води, що містять збудників інфекційних захворювань. Небезпечні в епідемічному плані стічні води дозволено скидати у водойми тільки після повного очищення й знезаражування. Критерієм епідемічної безпечності таких стічних вод є індекс бактерій групи кишкової палички, що не вищий за 1000, і індекс колі-фагів до 1000 БУО/л. Розрахункову дозу активного хлору уточнюють у процесі експлуатації устаткування для знезаражування стічних вод. Концентрація залишкового вільного хлору в знезараженій воді після контакту має бути не меншою за 1,5 мг/л.

Визначити умови відведення стічних вод у водойму – означає розрахувати допустимий ступінь їхнього забруднення, за якого вони можуть бути відведеними в конкретну водойму зі збереженням при цьому якості води у створі, розташованому за 1 км вище від найближчого пункту водовикористовування, з дотриманням вимог, визначеним СанПіНом 4630-88. Вимоги СанПіНу 4630-88 поширюються на:

а) випускання всіх видів промислових і господарсько-побутових стічних вод населених пунктів, окремо розташованих житлових і громадських будівель, комунальних, лікувально-профілактичних, транспортних, сільськогосподарських об’єктів, промислових підприємств, у тому числі шахтних вод, нафтовидобутку, скидніх вод зі зрошуваних сільськогосподарських угідь, оброблених мінеральними добривами й отрутохімікатами, осушуваних територій та йнших стічних вод будь-яких об’єктів незалежно від їхньої відомчої приналежності та форми власності;

б) усі запроектовані випускання стічних вод на промислових та сільського господарських підприємствах, що тільки будуються або реконструюються чи розширюються, а також у разі зміни технології виробництва; усі запроектовані випуски стічних вод каналізації населених місць і окремо розташованих житлових та громадських будівель, інших об’єктів незалежно від їхньої відомчої приналежності та форми власності;

в) випуски зливної каналізації, що відводить атмосферні води з промислових майданчиків і території населених місць.

З методикою розрахунку умов скидання стічних вод у водойму ви ознайомились на попередньому занятті. Необхідний ступень очищення стічних вод на хіміко-фармацевтичних підприємствах регламентується тими ж «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотніми водами» і вимогами СанПіНу 4630-88. На прикладі вінницької станції біологічної очистки стічних вод ви можете ознайомитись з основними етапами та методами обробки рідких відходів.

Щорічно у міську каналізаційну мережу надходить в середньому 80—85 тис.м³ стічної води. Станція біологічної очистки стічних вод м. Вінниці може щоденно очистити 55 тис. м³. У звязку з цим, в теперішній час будується нова черга станції потужністю 35 тис. м³.

Особливості улаштування станції біологічної очистки представлені на схемі 1.

Технологічний процес покращання якості стічних вод на станції передбачає:

1) Приймання стічних вод (1 етап);

2) Механічну очистку (2 етап);

3) Біологічну очистку (3 етап);

4. Знезараження (4 етап).

Для приймання стічної води споруджені приймальний колодязь та гасник швидкості.

Далі стічні води поступають на станцію решіток, обладнану залізними решітчастими фільтрами, які дозволяють очистити воду від великих завислих та зважених предметів (гілля, листя, папір та ін.) та пісколовки, тобто бетонні резервуари в яких різко уповільнюється швидкість переливання стічних вод, в результаті чого великі та мілкодисперсні речовини адсорбуються та осідають на дно. Первинні радіальні відстійники, являють собою великі бетонні ємкості, в які вноситься певна кількість мулу для здійснення відповідних біологічних реакцій. Стічна вода, повільно проходячи через ємкості, вивільняється від завислих та зважених частинок, що осідають на дно резервуара і внаслідок вплив живих організмів, перетворюются на мул, який періодично забирають та вивозять на спеціальні мулові майданчики. Потім стічна вода надходить в аеротенки, де змішується з повітрям, що нагнітається насосною станцією. Кисень повітря окислює органічні речовини, що знаходяться у воді. Наступний етап очистки — відстоювання стічних вод у вторинних радіальних відстійниках. Принцип їх улаштування такий, як і первинних радіальних відстійників. Після проходження вторинних відстійників стічна вода поступає в хлораторну, де знезаражується з використанням газоподібного хлору з розрахунку 4—10 мг/л. Колі—титр стічної води після проведення хлорування повинен дорівнювати 1 мл.

Після здійснення санітарної очистки знезараження стічна вода поступає у спеціальний тунель і стікає у річку Південний Буг.

СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

Задача 1

Дайте санітарну оцінку грунту за результатами лабораторного аналізу:

Вміст азоту гумусу — 18 мг	Вміст органічного азоту — 20 мг
Мікробне число — 6800 бактерій у 1 г грунту	Колі—титр — 1,9 г
Титр анаеробів — 1,0 г	Число яєць аскарид — 0 у 1 кг грунту
Число личинок мух — 0 на 0,25 м2 грунту	Ступінь радіаційного забруднення — 4 Ки/км2
Шкідливі хімічні речовини — не перевищує ГДК	Титр термофілів — 0,07 г

Задача 2

Дайте санітарну оцінку грунту за результатами лабораторного аналізу:

Вміст азоту гумусу — 19,8 мг	Вміст органічного азоту — 20 мг
Мікробне число — 700 бактерій у 1 г грунту	Колі—титр — 2,5 г
Титр анаеробів — 0,3 г	Число яєць аскарид — 0 у 1 кг грунту
Число личинок мух — 0 на 0,25 м2 грунту	Ступінь радіаційного забруднення — 3Ки/км2
Шкідливі хімічні речовини — перевищує ГДК у 2 рази	Титр термофілів — 0,0072 г