Мануйлов М.Б, Московкин В.М. Проблема бактериальных туманов, генерируемых рециркуляционными системами городских фонтанов. Белгород, 18 марта 2009 г., читальный. - презентация

1 Мануйлов М.Б, Московкин В.М. Проблема бактериальных туманов, генерируемых рециркуляционными системами городских фонтанов. Белгород, 18 марта 2009 г., читальный зал для научных работников НБ БелГУ.

2 Удорожание производства питьевой воды Ликвидация рекреационных объектов; закрытие рекреационных зон на карантины различной продолжительности Интенсификация процессов подтопления городских территорий Загрязнение и заражение поверхностных вод, служащих источником получения питьевой воды Загрязнение и заражение водных объектов рекреационного предназначения Заиливание русел рек и водоемов городских территорий Поверхностный сток урбанизированных территорий Инфицирование людей воздушно- капельным путем Формирование бактериальных туманов Заражение вод городских фонтанов Инфицирование людей через желудочно-кишечный тракт Заражение вод в башнях Рожновского: питьевых вод, поставляемых наливными машинами Составляющая дорожного смета – микробообсемененные вторичные аэрозоли Формирование пути бытового инфицирования: заражение людей при контакте открытых участков кожи с микробообсемененными поверхностями транспортных средств Микробообсеменение поверхностей транспортных средств в процессе мойки зараженной оборотной водой Оборотные воды, получаемые в процессе очистки моечных сточных вод Сточная вода, образующаяся в процессе мойки транспортных средств Загрязнение транспорта дорожным сметом при его перемещении по городской территории Загрязнения, формирующиеся на городских территориях (дорожный смет) Рисунок. Основные пути опосредственного влияния загрязняющих веществ, аккумулирующихся на городских территориях, на экологическую и эпидемиологическую ситуации.

3 ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОРОЖНОГО СМЕТА Размер частиц дорожного смета От долей микрон до мкм. Источники происхождения дорожного смета продукты разрушения дорожных покрытий и истирания автомобильных шин, частицы почвенного происхождения, переносимые на дороги автотранспортом и поверхностным стоком, осадимые аэрозоли автотранспортного, промышленного и эрозионного происхождения Формирование дорожного смета на единичном усредненном гектаре городской территории, кг/га*год (г. Харьков) 5110 – 1977 г – 2002 г – 2008 г. Особенности сорбции загрязнящих веществ на частицах дорожного смета диапазон размеров частиц от долей микрон до 100 мкм содержит: 97% органических веществ; до 98% нефтепродуктов; 99,7% ионов тяжелых металлов Бактериальное загрязнение дорожного смета туберкулезные палочки, стафилококки, в том числе золотистый, вирусы гепатита Б, бактерии группы кишечной палочки, дрожжевые грибки и др.

4 ТРЕНДЫ В ИЗМЕНЕНИИ ХАРАКТЕРИСТИК ДОРОЖНОГО СМЕТА 1. Происходит постоянный рост объемов дорожного смета, что связано с увеличением интенсивности автотранспортных потоков. 2. Несмотря на квазистационарное содержание вредных ингредиентов в единичном объеме дорожного смета, происходит стабильный рост их общей массы, накапливающейся на городских территориях. 3. Происходит увеличение микробообсемененности дорожного смета за счет увеличения площадей заражения и расширения видового состава присутствующих патогенных микроорганизмов. 4. Сам по себе дорожный смет практически не влияет на экологическую и эпидемиологическую ситуации, но его опосредованное воздействие очень велико (при попадении в водные и воздушные среды).

5 ХАРАКТЕРИСТИКИ ВТОРИЧНЫХ ОСАДИМЫХ АЭРОЗОЛЕЙ Участвуя в процессе формирования дорожного смета, на их поверхностях происходит аккумуляция широкого видового спектра микроорганизмов, в том числе и патогенных; Если аэрозоли формируют только 6,2– 8,5 % массы дорожного смета, то их суммарная поверхность составляет 85 – 95%, что задает и общую степень зараженности; Размеры частиц зараженных вторичных аэрозолей находятся в диапазоне 15 – 65 мкм, а скорости их гравитационного осаждения составляют 4,71 · 10-3 – 11,78 · 10-3 м/с, что обеспечивает их временное взвешенное состояние в течение 7,34 – 106,15 минут; Характерными представителями патогенных микроорганизмов в дорожном смете, а следовательно и во вторичных аэрозолях, являются: туберкулезные палочки, стафилококки, в том числе и золотистый, вирусы гепатита Б, бактерии группы кишечной палочки (некоторые виды патогенны), грибки.

6 ПРИЧИНЫ НЕВОЗМОЖНОСТИ ИНФИЦИРОВАНИЯ ЛЮДЕЙ АЭРОГЕННЫМ ПУТЕМ 1. Зараженные вторичные осадимые аэрозоли имеют размер в диапазоне мкм, а слизистые оболочки носа и носоглотки задерживают практически все частицы с размером не менее 10 мкм и около 50% частиц с размером от 1 до 5 мкм. 2. Даже если предположить присутствие в спектре вторичных осадимых аэрозолей частиц с размерами менее 10 мкм, то благодаря своим размерам и времени взвешенного состояния они под действием ультрафиолетового спектра солнечного света становятся стерильными и опасности не представляют.

7 ВЫБОРОЧНЫЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОД ФОНТАНОВ г. ХАРЬКОВА Микробиологические показатели Наименование объекта «Зеркальная струя», ул. Совнаркомовская, 2Б «Фонтан цветомузыки», ул. Сумская «Фонтан ХАТОБ», ул. Сумская, Общее количество микроорганизмов «микробное число», особей в 1 мл 110* ~ 130* 2. Содержание бактерий группы кишечной палочки, особей в 1 л 84*~96* 3. Содержание микобактерий КУБ 2+** ~ 4. Содержание туберкулезных палочек присутствие** ~ 5. Общая характеристика воды свежефекальное заражение* ~ свежефекальное заражение * Примечание: исследования микробиологического состава вод проводились в августе 2008 г.: * лабораторией Харьковской Областной СЭС по заказу СКВ «Харковзеленстрой»; ** клинико-диагностической лабораторией ГК ПТБ 1 г. Харькова, КУБ 2+ - кислотно-устойчивые бактерии с концентрацией более 50 особей в 1 см 3 ; ~ исследования не проводились.

8 ЗОНЫ ИНФИЦИРОВАНИЯ ЛЮДЕЙ БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ТУМАНАМИ, ФОРМИРУЕМЫМИ ФОНТАНАМИ, ЗАВИСЯТ ОТ СЛЕДУЮЩИХ ФАКТОРОВ: 1. инфекционной дозы употребляемого агента для человека, то есть от количества микробов в 1 литре вдыхаемого воздуха; 2. концентрации бактериального аэрозоля в воздухе, которая определяется расстоянием от источника инфекции (фонтана), причем максимальная граница зоны поражения людей задается скоростью и направлением ветра, высотой подачи струй воды в фонтане, размером капелек воды, образующегося бактериального тумана; 3. количества фонтанов: в городах со значительным количеством фонтанов, работающих до 7 месяцев в году, следует ожидать негативное их влияние практически на всех жителей. Пример: высота струй фонтана - 15 м., средний размер капелек бактериального тумана - 20 мкм, скорость ветра - 14,4 км/час (категория слабого ветра), скорость гравитационного осаждения частиц размером 20 мкм, при плотности 1 г/см3 - 9,34·10-3 м/с, в результате, расчетная максимальная граница действия зараженных аэрозолей будет находиться на расстоянии 4282 м от источника.

9 ХАРАКТЕРИСТИКА АППАРАТА СЕРЕБРЕНИЯ ВОДЫ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОД ФОНТАНОВ 1. Принцип работы – получение ионов серебра электрохимическим способом; 2. Назначение – обеззараживание; консервация необходимых микробиологических показателей воды сроком до 120 суток; 3. Производительность – от 1 до 35 м 3 /час в зависимости от модификации; 4. Содержание серебра в обеззараженной воде составляет - 0,2 - 0,25 мг/л (содержание серебра при обеззараживании воды в плавательных бассейнах); 5. Электродный блок - вес электродов – 288,9 г; материал электродов – серебро марки Ср-999,9; 6. Объем обрабатываемой воды в оборотном режиме до замены электродов – м 3 ; 7. Стоимость обработки 1 м 3 воды – 0,083 грн. РЕЖИМ РАБОТЫ АППАРАТА СЕРЕБРЕНИЯ ВОДЫ ФОНТАНОВ: 1. Первоначально устанавливается концентрация ионов серебра в интервале 0,2 – 0,25 г/м 3 ; 2. При работе фонтана производится подпитка ионами серебра в объеме 0,02 – 0,03 г/м 3 – компенсация потерь на сорбцию поверхностями емкости (бассейна) и на разбрызгивание; 3. В случае длительного перерыва в работе фонтана (более 120 дней) производится дополнительное растворение серебра до достижения значения 0,2 – 0,25 г/м 3.

10 ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ФОНТАНОВ Вариант 1. - Безопасность отдыха людей возле фонтанов в странах Западной Европы, США, Японии и т.д. решается путем ежедневного утреннего внесения дезинфицирующего средства в воду, причем ее использование не превышает часов (в последующем происходит сброс «старой воды» в городскую канализацию с заменой свежей питьевой водой). Безусловно, это достаточно эффективное решение проблемы, хотя дорогостоящее, причем дезинфицирующее средство должно не только быть приспособлено к местным условиям (в Украине эпидемия туберкулеза), но и не влиять на организм человека: раздражение кожного покрова, слизистой глаз, дыхательных путей и т.д. Вариант 2. - Работа фонтанов производится в проточном режиме, при котором необ­ходимо соблюдать условие - вода должна находиться в емкостях не более 2-3 часов, с дальнейшим отводом в городскую канализацию. Вариант 3. - Использование аппаратов обеззараживания оборотных вод с их комбинированной обработкой (ультрафиолетовое облучение с дальнейшим насыщением ионами серебра).

11 Таблица 1. Сравнительный технико- экономический анализ методов обслуживания фонтанов (иллюстративный пример для фонтанов с объемом воды 100 м3) Стоимость обслуживания в тыс. грн. Наименование Режим работы фонтана ПроточныйДискретныйРециркуляционный Вар. 1 Вар. 2.1 Вар. 2.2 Вар. 3.1 Вар й сезон 1246,56174,93189,8499,39476,1 2-й сезон 1246,56174,93189,8421,98430,1 3-й сезон 1246,56174,93189,8421,98430,1 Итого за З сезона 3739,68524,79569,52143,362136,3

12 ЛИТЕРАТУРА 1. Мануйлов М.Б., Большакова Е.С. Формирование загрязняющих веществ на городских территориях за бездождевые периоды времени // Науковий вісник будівництва.- Харкiв Вип.28.-С Хват В.М., Московкин В.М., Мануйлов М.Б., Роненко О.П. Об аэрозольном загрязнении поверхностного стока на урбанизированных территориях // Метеорология и гидрология С Московкин В.М., Мануйлов М.Б. Оценка потоков осадимых аэрозолей и тяжелых металлов на урбанизированные территории (на примере городов Ялта и Алушта) // В сб.: Вопросы развития Крыма: Центр регионального развития Крымской АР.-Симферополь Вып.2.-С Мануйлов М.Б., Тошинский В.И., Щутинский А.Г., Деменкова С.Д., Скомороха О.П. Перераспределение загрязняющих веществ, накапливающихся на урбанизированных территориях автотранспортными средствами // Вестник Национального технического университета «ХПИ» Том.1, 9.-С Мануйлов М.Б., Прокопенко В.С., Большакова Е.С. Методология оценки объемов загрязняющих веществ, привносимых автотранспортными средствами на центральные зоны городских территорий // Науковий вісник будівництва.- Харкiв Вип.27.- С

13 6. Мануйлов М.Б., Медведев В.С., Роненко О.П., Шевченко Л.П. Методика определения потока осадимых аэрозолей и тяжелых металлов // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума молодых ученых: "Рациональное использование и охрана ресурсов от загрязнения".-Харьков С Кондратьев К.Я., Хват М.В, Московкин В.М., Мануйлов М.Б. К вопросу изучения дисперсного состава атмосферных аэрозолей и рас­чету их осаждения // Доклады АН СССР Том 303, 3.-С Бучнев В.А., Мануйлов М.Б., Куковицкий Н.Н., Семкина Е.В., Клейн Е.Б., Мартынов А.В., Маньковский В.В. Об эпидемиологической безопасности граждан, посещающих места отдыха, оборудованные фонтанами // Материалы III Международного научного семинара «Методы повышения ресурса городских инженерных инфраструктур»// Науковий вiстник будiвництва.- Харькiв, Вип.49.-С Мануйлов М.Б, Московкин В.М., Мартынов А.В., Куковицкий Н.Н. Воздействие загрязнений, формирующихся на урбанизированных территориях, на экологическую и эпидемиологическую ситуации// Электронный журнал «Исследовано в России» – Т.13. – С Мануйлов М.Б, Московкин В.М., Донченко В.Ю., Куковицкий Н.Н. Технолого- экономический анализ вариантов решения проблемы инфицирования населения городов бактериальными туманами, образующимися при работе фонтанов в режиме рециркуляции// Бизнес Информ. – Харьков,