Очистка сточных вод практически на всех этапах сопровождается образованием отходов производства и потребления (Русаков Н.В., 2005), которые нуждаются в токсикологической оценке для определения их безопасности в условиях производства и выбора оптимальных направлений утилизации. Однако эти вопросы не нашли достаточного отражения в гигиенической литературе. До конца не решен вопрос утилизации золы. Использование ее для приготовления почво-грунтов сдерживается из-за отсутствия установленной безопасной дозы (Васильев Б.В., 2006).

В процессе эксплуатации городские очистные сооружения потребляют определенное количество чистой воды, а также сбрасывают в водные объекты очищенные, условно чистые или неочищенные сточные воды (Гриднева М.А., 2004). В связи с этим становится очевидной необходимость гигиенической оценки очистных сооружений как источников загрязнения водных объектов, определения вклада цеха по сжиганию осадка в систему водопользования очистных сооружений, влияния на нормирование предельно допустимого сброса в водоем-приемник сточных вод.

Актуальной для Санкт-Петербурга остается проблема совершенствования нормативно-правового обеспечения санитарной охраны водоемов на региональном уровне (Лопатин С.А. и соавт., 2005; Ахметзянов И.М. и соавт., 2006).

Перечисленный круг малоизученных и нерешенных вопросов, отсутствие научно-методических подходов к оценке гигиенической безопасности эксплуатации очистных сооружений с технологией сжигания осадка сточных вод определили актуальность настоящей работы.

Необходимость таких исследований связана еще и с тем, что в ближайшее время применяемые способы захоронения осадков, вывоз их на полигоны и даже сельскохозяйственное использование не будет допускаться законодательством Европейского Союза (ЕС). Данное обстоятельство имеет большое значение для государств, в т.ч. России, которые в ближайшее время намерены присоединиться к ЕС (Паенк Т., 2003).

Диссертация является фрагментом Федеральной научно-исследовательской программы «Разработка системы мер по обеспечению гигиенической безопасности» (Договор №006/084/005 от 2000 г.) и выполнялась в рамках тем СПбГМА им. И.И. Мечникова: «Разработка региональных основ и принципов безопасности среды обитания и здоровья населения» (№ государственной регистрации НИР 0120012944); «Разработка региональных показателей качества воды и приоритетных профилактических мероприятий по оптимизации хозяйственно-питьевого водоснабжения Санкт-Петербурга и Ленинградской области» (№ государственной регистрации НИР 01960011530) и НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Е. Сысина РАМН по теме: «Эколого-гигиеническая оценка почвы и отходов».

Цель исследования – разработка научных основ, методических подходов и практических рекомендаций по обеспечению гигиенической безопасности городских очистных сооружений с технологией сжигания осадка сточных вод (на модели Центральной и Северной станций аэрации Санкт-Петербурга).

Для реализации цели исследования были сформулированы и решались следующие основные задачи:

– разработать, обосновать и апробировать на региональном уровне методические подходы и программу системного изучения факторов риска, их влияния на здоровье работающих и окружающую среду при эксплуатации городских очистных сооружений с технологией сжигания осадка сточных вод;

– дать сравнительную гигиеническую оценку технологии очистки сточных вод и утилизации осадка на Центральной (ЦСА) и Северной (ССА) станциях аэрации; оценить условия труда на рабочих местах основных цехов ЦСА и ССА;

– изучить заболеваемость работающих на очистных сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»; показать целесообразность использования в гигиенических исследованиях данных систем обязательного и добровольного медицинского страхования для объективной оценки заболеваемости по обращаемости;

– дать комплексную эколого-гигиеническую оценку ЦСА и ССА как источников образования отходов производства и потребления; изучить токсичность и опасность отходов; обосновать безопасные условия утилизации золы – основного отхода цеха сжигания осадка сточных вод;

– представить гигиеническую характеристику ЦСА и ССА как источников загрязнения атмосферного воздуха; оценить эффективность применяемых способов очистки дымовых газов, в том числе по эмиссии диоксинов;

– дать гигиеническую оценку ЦСА и ССА как источников загрязнения водных объектов; обосновать предложения по совершенствованию нормативно-правового обеспечения санитарной охраны водоемов на региональном уровне;

– разработать систему мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности эксплуатации сооружений по очистке сточных вод с технологией сжигания осадка для здоровья человека и среды обитания.

Научная новизна. Настоящая работа является первым в Российской Федерации системным исследованием, посвященным гигиенической оценке безопасности городских очистных сооружений, использующих передовую технологию обращения с осадками сточных вод – сжигание в псевдоожиженном слое Pyrofluid. На примере Центральной и Северной станций аэрации Санкт-Петербурга впервые показано, что эксплуатация сооружений подобного типа связана с формированием специфических факторов риска, как для здоровья обслуживающего персонала, так и окружающей среды.

На большинстве рабочих мест условия труда классифицированы как вредные, второй и третьей степени. Впервые для изучения заболеваемости работающих наряду с ЗВУТ использованы данные обязательного (ОМС) и добровольного (ДМС) медицинского страхования. Выявлено однонаправленное изменение показателей ЗВУТ и данных ОМС и ДМС, что объективно свидетельствует о неблагоприятном влиянии условий труда на здоровье работающих.

Существенно детализированы источники образования отходов производства и потребления. Установлено, что отходы, образующиеся на основных этапах очистки сточных вод и сжигания осадка, относятся к 3 и 4 классу токсичности. Впервые представлена комплексная эколого-гигиеническая и токсикологическая характеристика золы от сжигания осадка сточных вод. Показано, что данный отход относится к третьему классу опасности для здоровья человека и к четвертому классу – для окружающей природной среды. В результате проведенных исследований установлена безопасная доза золы (240 г/кг) для приготовления почво-грунтов и даны рекомендации по ее безопасному использованию в дорожном строительстве.

Показано, что внедрение технологии сжигания осадка сточных вод приводит к увеличению числа организованных источников выбросов и эмиссии дымовых газов в атмосферу. На основании анализа качественного и количественного состава выбросов, оценки эффективности их очистки и зонального распределения в приземном слое атмосферы обоснован перечень приоритетных компонентов для организации мониторинговых наблюдений.

Исследования позволили установить, что технология сжигания осадка не влияет на эффективность очистки сточных вод, не изменяет существенно водопотребление и водоотведение очистных сооружений и не требует корректировки установленных для предприятия предельно допустимых сбросов вредных веществ в водоем-приемник.

Показана необходимость совершенствования нормативно-правового обеспечения в области водоотведения и очистки сточных вод на региональном уровне. При этом в качестве модели законотворческой деятельности рекомендовано использовать Санкт-Петербург, т.к. в этом мегаполисе сочетаются проблемы крупных городов, региональные особенности и наличие современного научного, промышленного и правового потенциала.

Обоснованы основные принципы приоритетных решений и общей стратегии по оптимизации условий труда и охраны окружающей среды в районах размещения сооружений по очистке городских сточных вод с технологией сжигания осадка.

Теоретическая значимость работы состоит в выявлении ранее не изученных закономерностей формирования факторов риска производственной и окружающей среды, их влияния на здоровье работающих при эксплуатации цехов по сжиганию осадка сточных вод. Дано теоретическое обоснование необходимости развития нового научного направления – «Охрана окружающей среды, здоровья работающих и населения при эксплуатации очистных сооружений с технологией сжигания осадка сточных вод».

Практическая значимость. На основании результатов комплексных многоплановых исследований разработаны рекомендации по обеспечению гигиенической безопасности сооружений по очистке городских сточных вод, использующих современную технологию сжигания ОСВ, включающие: систему оперативного контроля за качеством окружающей среды, условиями труда и здоровьем работающих; перечень наиболее информативных и приоритетных показателей оценки качества воздуха рабочей зоны, атмосферного воздуха, водных объектов, почвы, отходов производства и потребления; программу производственного контроля и социально-гигиенического мониторинга; рекомендации по медицинскому обслуживанию рабочих канализационных очистных сооружений.

Материалы исследования использованы при создании нормативных и методических документов различного уровня внедрения.

Федеральный уровень:

– СП 2.1.7.1386-03 «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления»;

– СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления»;

– «Использование ультрафиолетового излучения в практике обеззараживания воды». Пособие для врачей. (СПб., 2006);

– «Эпидемиология, диагностика и профилактика ротовирусных инфекций». Методические указания. (СПб., 2007);

– «Медицинская статистика в амбулаторно-поликлинических учреждениях промышленных предприятий». Учебное пособие. (СПб., 2008);

– «Гигиенические аспекты эксплуатации городских очистных сооружений с технологией сжигания осадка сточных вод». Учебное пособие. (СПб., 2008).

Региональный уровень:

– Проекты законов Санкт-Петербурга «О питьевом водоснабжении» (2005); «О водоотведении» (2005); «О зонах санитарной охраны водоемов» (2005);

– «Гигиена питьевого водоснабжения». Учебно-методическое руководство. (СПбГМА, 2005 г.);

– Технические условия: ТУ №039200–001–43462018-2007; ТУ №039200-001-50930750-2007 «Почво-грунты рекультивационные» и ТУ №039200-001-73398826-2007 «Почво-грунт планировочный».

Результаты исследований и разработанные нормативно-методические документы внедрены в деятельность: ТУ «Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по г. Санкт-Петербург», ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологи в г. Санкт-Петербург»; ФГУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья»; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера; ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»; ЗАО «Гипробум-инжиниринг».

Ряд положений теоретического и прикладного значения используются в курсе лекций по гигиене производственной и окружающей среды для студентов и слушателей факультета усовершенствования врачей СПбГМА им. И.И. Мечникова и Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования.

Внедрение результатов работы в практику подтверждено актами и справками о внедрении.

Апробация диссертации. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: