Методичні рекомендації Підвищення ефективності видалення вірусів на фізико-хімічних етапах водопідготовки

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НАКАЗ

від 8 жовтня 2007 року N 627
Про затвердження Методичних рекомендацій "Підвищення ефективності видалення вірусів на фізико-хімічних етапах водопідготовки"
Відповідно до статті 40 Закону України "Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення", з метою науково-методичного забезпечення державного санітарно-епідеміологічного нагляду наказую:
1. Затвердити Методичні рекомендації "Підвищення ефективності видалення вірусів на фізико-хімічних етапах водопідготовки" (додаються).
2. Департаменту державного санітарно-епідеміологічного нагляду (Пономаренко А. М.) ці методичні рекомендації довести до відома керівників установ і закладів державної санітарно-епідеміологічної служби, міністерств, інших центральних органів виконавчої влади в установленому порядку.
3. Контроль за виконанням наказу покласти на директора Департаменту державного санітарно-епідеміологічного нагляду Пономаренка А. М.
 
Перший заступник Міністра,
Головний державний
санітарний лікар України   
 
С. П. Бережнов 

ЗАТВЕРДЖЕНО

наказом Міністерства охорони здоров'я України
від 8 жовтня 2007 р. N 627 

Методичні рекомендації
"Підвищення ефективності видалення вірусів на фізико-хімічних етапах водопідготовки"
1. Загальні положення
Досягнення належного рівня епідемічної безпечності води, яка використовується для питних потреб, нині є актуальним завданням і, разом з тим, надзвичайно вузькою ланкою в процесах водопідготовки в Україні.
Відомо, що через воду може розповсюджуватися велика кількість збудників бактеріальних інфекцій та понад 120 видів вірусів, серед яких найбільшу небезпеку становлять віруси гепатиту A, ентеровіруси, ротавіруси, аденовіруси, каліцивіруси, астровіруси. Враховуючи складну санітарно-епідеміологічну ситуацію в Україні і труднощі щодо забезпечення населення питною водою гарантованої якості, нині конче потрібно розробити і впровадити нові технології водопідготовки, використовувати ефективні реагенти, фільтруючі матеріали, які б дали змогу отримувати питну воду, що не містить небезпечних для здоров'я людини вірусних патогенів.
Проблемою є те, що донині в Україні на більшості станцій водопідготовки застосовують стандартні технології, які розраховані на очищення і знезараження води від збудників бактеріальних, але не вірусних інфекцій. Останні належать до числа тієї складової водних об'єктів, що найбільш важко вилучаються. Це зумовлено їх малими розмірами і високою стійкістю до дезінфектантів.
Сучасні методи видалення вірусів з питної води, як правило, зосереджені на етапі знезараження, поряд з тим віруси, які належать до високодисперсних домішок води (біоколоїди), можна перевести в грубодисперсну фазу з наступним більш легким їх видаленням за допомогою способів коагуляції і флокуляції. В подальшому, агрегати, які при цьому утворюються і містять збудників інфекційних захворювань вірусної природи, можуть бути вилучені із води за допомогою осадження і фільтрування.
Результати практичних досліджень, отриманих науковцями різних країн, свідчать про те, що тільки на етапах фізико-хімічного очищення можна видалити більше ніж 99 % вірусів.
Крім того, ефективне фізико-хімічне очищення води сприяє не тільки зменшенню вмісту збудників інфекційних хвороб, але і зниженню концентрації деяких органічних сполук, що, у свою чергу, підвищує ефективність процесу знезараження на кінцевому етапі водопідготовки.
Зважаючи на вищевказане, в розроблених методичних рекомендаціях викладено багаторічний досвід роботи з різними коагулянтами, зокрема, сульфатом алюмінію (далі - СА), оксисульфатом алюмінію (далі - ОСА), оксихлоридом (далі - ОХА) та оксихлоридсульфатом алюмінію (далі - ОХСА). Показано ефективність видалення ними вірусів із води та дано практичні рекомендації щодо оптимального застосування цих реагентів у практиці водопідготовки.
Методичні рекомендації призначені для використання спеціалістами державної санітарно-епідеміологічної служби, що здійснюють контроль за якістю води централізованого водопостачання, при розслідуванні спалахів кишкових інфекцій з водним шляхом передачі збудників та можуть бути використані суб'єктами господарювання, що працюють в галузі водопідготовки.
2. Роль коагулянтів в очищенні води
Нині у багатьох країнах забезпечення населення доброякісною питною водою, яка б задовольняла сучасні вимоги, є однією з головних проблем профілактики інфекційної захворюваності, що мають водний шлях передачі збудників. На жаль, унаслідок значних матеріальних та часових затрат прямий вірусологічний контроль за якістю води проводиться значно рідше, ніж цього потребує стан водогінних споруд та епідситуація.
Поряд з цим постає не менш важливе питання - контроль за окремими етапами проведення водопідготовки, оцінка ефективності різних реагентів та технологічних прийомів для видалення вірусів, які вже застосовуються або тільки плануються до впровадження. Традиційно найбільшої уваги дослідники надають кінцевому етапу - знезаражуванню води. Тому цей етап є більш вивченим, хоча і його оцінці щодо знешкодження вірусів все ще не надається належної уваги. При цьому поза увагою науковців, санітарно-епідеміологічної служби та технологів залишається вивчення та оцінка ефективності фізико-хімічного етапу очищення води від біологічних об'єктів за допомогою коагулянтів і флокулянтів і, зокрема, ефективність процесів видалення вірусів з води за допомогою цих реагентів.
Найбільш небезпечні біологічні агенти (бактерії, віруси) знаходяться у воді у колоїдному стані. Колоїдні дисперсії є стабільними у воді, оскільки вони мають велику площу поверхні порівняно з їх масою. Тому лише одні гравітаційні сили не можуть ефективно видалити колоїди, зокрема і віруси, способом седиментації, тобто відстоюванням.
Ефективність видалення цих колоїдних дисперсій із води залежить від електрокінетичних властивостей їх поверхонь. Більшість колоїдних часток у воді заряджені негативно. Зарядом колоїдної частки можна керувати шляхом зміни характеристик водної дисперсії. Модифікації включають зміни pH води або іонного складу розчину. Використовують також коагулянти, частоти яких позитивно заряджені у воді і здатні взаємодіяти з негативно зарядженими колоїдними частками, що прискорює і підвищує вилучення вірусів за допомогою відстоювання та фільтрування.
Найбільш: поширеними реагентами в світовій практиці водопідготовки залишаються коагулянти, виготовлені на основі солей алюмінію або заліза. Для коагуляції широко застосовують коагулянти сульфат алюмінію та хлорид алюмінію. Поряд з тим, вони мають ряд істотних недоліків: підвищену чутливість до температури та pH води, утворюють у результаті гідролізу пухкі частки гідроокису алюмінію. Так, під час обробки води з низькою температурою, коли її в'язкість зменшується, а гідратація часток гідроокису алюмінію підвищується, швидкість процесів утворення пластівців та їх осадження різко знижується. При цьому відбувається швидке забруднення фільтруючої загрузки, а у воді залишається висока концентрація залишкового алюмінію.
Значною мірою недоліки вказаних традиційних коагулянтів відсутні в освоєному вітчизняною промисловістю поліалюмінієвому коагулянті ОХА. Практичне застосування цього реагенту свідчить про ряд переваг, що впливають на режим його використання порівняно з СА, та рівень очистки води, а саме:
- має полімерну структуру, що прискорює утворення пластівців, збільшує їх густину, а отже прискорює осадження скоагульованої суспензії;
- зниження робочої дози коагулянту не менше як на 30 % у порівнянні з СА;
- ефективне видалення завислих часток та органічних речовин, зокрема хлорорганічних сполук та тих, що зумовлюють кольоровість;
- забезпечення вмісту залишкового алюмінію менше ніж 0,2 мг/дм3;
- стабільність процесу коагуляції при температурі води менше ніж 5° C;
- менша кислотність, отже придатність для очистки води з невеликим резервом лужності;
- розширення діапазону оптимальних значень pH, особливо в бік низьких значень;
- відсутність знижування лужності і pH оброблюваної води сприяє зменшенню швидкості корозії металів у системах водопостачання і теплопостачання, дає змогу відмовитися від використання лужних агентів, і у порівнянні з традиційними коагулянтами в 10 разів зменшує кількість введених у воду аніонів.
Як можна помітити, всі вивчені властивості цих коагулянтів стосуються лише органолептичних та хімічних показників якості води і поза увагою залишена їх здатність видаляти віруси та інші патогенні мікроорганізми з води.
Для вивчення цього питання дуже складно застосовувати безпосередньо патогенні віруси, оскільки такі дослідження займають багато часу, потребують значних матеріальних затрат та залучення до роботи висококваліфікованого персоналу. Доцільним є використання модельного організму, вибір якого б ґрунтувався на подібності у механізмах реагування з сорбентами та близьких рівнях резистентності до видалення ними патогенних вірусів. Результати досліджень, виконаних в Державній установі "Інститут гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзєєва АМН України", свідчать про те, що як модель вірусів на етапах водопідготовки найбільш доцільно використовувати соматичний ДНК-коліфаг T2, хазяїном якого є E.coli C або E.coli B.
Визначення кількості соматичних фагів у вихідній воді та на окремих етапах водопідготовки в динаміці в різні сезони року дає змогу досить чітко виявити слабкі місця в технології видалення вірусів як за рахунок фізико-хімічних процесів, так і за рахунок знезараження.
Представлені Методичні рекомендації розроблено на основі порівняльного вивчення коагулянтів, які на практиці використовуються в процесах водопідготовки і відрізняються своєю хімічною будовою та ефективністю вилучення забруднень з поверхневих вод. Це традиційні коагулянти СА та ОСА і нові прогресивні коагулянти ОХА (марки "Полвак" 68 і 80, виробництва "Полінорм", Україна) та ОХСА (виробництва "Захлебен" Німеччина).
3. Вплив параметрів на ефективність видалення вірусів за допомогою коагулянтів
Оптимальні умови застосування коагулянтів для очищення природних вод від вірусів залежать від багат