Присоединяйтесь!
Зарегистрированных пользователей портала: 505 947. Присоединяйтесь к нам, зарегистрироваться очень просто →
Законодательство
Законодательство

"САНИТАРНО - ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ В ПРАКТИКЕ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. МУ 2.1.4.1060-01" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 18.07.2001)

Дата документа18.07.2001
Статус документаДействует
МеткиМетодические указания · Перечень

    

УТВЕРЖДАЮ
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации,
Первый заместитель
Министра здравоохранения
Российской Федерации
Г.Г.ОНИЩЕНКО
18 июля 2001 года

 

Дата введения - с момента утверждения

 

2.1.4. ПИТЬЕВАЯ ВОДА И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

 

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ В ПРАКТИКЕ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МУ 2.1.4.1060-01

 
    1. Разработаны авторским коллективом в составе: д.м.н., профессор М.В. Богданов, д.м.н., профессор А.А. Королев (Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова); д.м.н., профессор З.И. Жолдакова (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН); А.И. Роговец (Департамент ГСЭН Минздрава России); Н.И. Садова (МГП "Мосводоканал").
    2. Использованы материалы и предложения: к.м.н., с.н.с. Б.Р. Витвицкой (Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова); к.м.н., в.н.с. В.Г. Смирнова (Институт токсикологии Минздрава России); д.х.н., профессора А.Т. Лебедева (МГУ); к.х.н. Л.Ф. Кирьяновой, Е.Н. Тульской (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН).
    3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 18 июля 2001 г.
    4. Введены впервые.
 

1. Область применения

 
    1.1. Настоящие Методические указания устанавливают гигиенические требования к организации и осуществлению контроля использования синтетических полиэлектролитов в практике питьевого водоснабжения.
    1.2. Методические указания предназначены для предприятий, организаций и иных хозяйственных субъектов (независимо от подчиненности и форм собственности), деятельность которых связана с применением синтетических полиэлектролитов в практике очистки питьевой воды, органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, осуществляющих государственный санитарно-эпидемиологический и ведомственный надзор за качеством подготовки питьевой воды.
 

2. Нормативные ссылки

 
    2.1. Закон Российской Федерации "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" N 52-ФЗ от 30.03.99.
    2.2. Закон Российской Федерации "Об охране окружающей среды" N 2060-1 от 19.12.91.
    2.3. Водный кодекс Российской Федерации N 167-ФЗ от 16.11.95.
    2.4. Закон Российской Федерации "О лицензировании отдельных видов деятельности" N 158-ФЗ от 25.09.98.
    2.5. "Положение о государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации". Постановление Правительства Российской Федерации N 554 от 24.07.00.
    2.6. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.559-96. М., 1996.
    2.7. "Порядок разработки, экспертизы, утверждения, издания и распространения нормативных и методических документов системы государственного санитарно-эпидемиологического нормирования": Сборник. Р 1.1.001-1.1.005-96.
 

3. Общие положения

 
    3.1. Синтетические полиэлектролиты широко применяются в технологиях очистки питьевой воды. Методы физико-химической очистки, основанные на использовании синтетических полиэлектролитов, не имеют альтернативы с технологических и гигиенических позиций благодаря высокой эффективности, относительной простоте, универсальности и надежности.
    3.2. К синтетическим полиэлектролитам относятся высокомолекулярные полимерные соединения, растворимые и диссоциирующие в воде на ионы. При диссоциации молекулы полиэлектролита образуется один сложный высокомолекулярный поливалентный ион и большое количество простых ионов с низкой валентностью. По знаку заряда высокомолекулярного иона различают анионные, катионные и амфотерные (анионно-катионные) полиэлектролиты.
    3.3. По назначению синтетические полиэлектролиты разделяются на коагулянты и флокулянты. Коагулянты - это полиэлектролиты, приводящие к агрегации взвешенных частиц за счет нейтрализации заряда и химического связывания. В результате применения коагулянтов происходит дестабилизация коллоидной суспензии и образование микрохлопьев. К флокулянтам относятся полиэлектролиты, способствующие образованию агрегатов за счет объединения нескольких частиц через макромолекулы адсорбированного или химически связанного полимера. Большая молекулярная масса флокулянтов способствует образованию мостиков между микрохлопьями и формированию макрохлопьев.
    3.4. Полимерные коагулянты и флокулянты применяются для очистки природных вод от взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ. При этом одновременно снижаются: цветность, запахи, привкусы и микробная загрязненность воды.
    3.5. Эффективность очистки воды синтетическими электролитами зависит от ряда факторов: природы и количества добавляемого полимера, его молекулярной массы и заряда, условий введения реагента, концентрации взвешенных веществ и их физико-химических характеристик, pH, температуры, электропроводности воды и др.
    3.5.1. Природа полимера. Наиболее эффективны синтетические полиэлектролиты с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Большей эффективностью обладают полиэлектролиты с вытянутой молекулой (линейные полимеры).
    3.5.2. Доза полимера. Коагулирующее или флокулирующее действие реагента проявляется при определенном соотношении между его концентрацией и содержанием взвешенных твердых частиц. Обычно область эффективной стабилизации и флокуляции дисперсий соответствует содержанию полимера в количестве 0,4 - 2% от веса твердой фазы (оптимальная доза). Большая доза высокомолекулярного полимера препятствует агрегации, повышая устойчивость суспензий.
    3.5.3. Молекулярная масса. Флокулирующая способность неионных полимеров и одноименно заряженных полиэлектролитов, как правило, возрастает с увеличением степени их полимеризации, что приводит к уменьшению оптимальной дозы реагента. Для синтетических катионных коагулянтов, заряженных противоположно взвешенным частицам, молекулярная масса играет меньшую роль и эффективность их действия, в первую очередь, зависит от величины заряда.
    3.5.4. Концентрация дисперсной фазы, размер и природа частиц. В разбавленных растворах между концентрацией твердой фазы и количеством полимера, вызывающим максимальную коагуляцию / флокуляцию, существует прямо пропорциональная зависимость. Частицы, имеющие размер менее 50 мю m, флокулируются наиболее эффективно. Для агрегации взвешенных веществ органического происхождения требуются катионные реагенты, а для неорганических взвесей - анионные.
    3.5.5. pH и температура воды. Гидролиз и ионный заряд полимера напрямую зависят от pH и температуры. Анионные реагенты более эффективны в щелочной среде, а неионные и умеренно катионные полимеры - в кислой среде. При низкой температуре воды процесс агрегации частиц с помощью синтетических полиэлектролитов ухудшается.
    3.6. Синтетические органические высокомолекулярные коагулянты могут применяться совместно с неорганическими коагулянтами (соли алюминия и железа) или, что характерно для современных технологий очистки воды, в качестве самостоятельных, основных реагентов. По сравнению с неорганическими коагулянтами полимерные коагулянты обладают следующими преимуществами:
    - обеспечивают агрегацию частиц при значительно меньших дозах реагента;
    - эффективны в широком диапазоне pH очищаемой воды;
    - увеличивают скорость разделения жидкой и твердой фаз;
    - не изменяют pH очищенной воды;
    - минимизируют объем легко обезвоживаемого осадка;
    - не добавляют в очищаемую воду ионов металлов;
    - более эффективны для устранения вирусов, цист простейших и одноклеточных водорослей.
    3.7. Синтетические органические высокомолекулярные флокулянты применяются для увеличения эффекта очистки воды после ее коагуляции неорганическими или органическими коагулянтами.
    Флокулянты позволяют:
    - увеличить скорость захвата взвешенных частиц;
    - ускорить процесс образования макрохлопьев и увеличить их плотность;
    - уменьшить оптимальную дозу коагулянта;
    - увеличить производительность, эффективность и срок службы фильтров для очистки воды;
    - минимизировать расходы и трудоемкость, связанные с удалением осадков.
    3.8. Синтетические полиэлектролиты являются малотоксичными соединениями, но, как правило, содержат мономеры и примеси, нередко представляющие огромный риск для здоровья населения. В то же время ПДК в воде для подавляющего большинства полиэлектролитов установлены по общесанитарному показателю вредности. Применительно к оценке качества питьевой воды они имеют второстепенное значение, т.к. пороговые уровни по органолептическому и МНК по токсикологическому признакам вредности на несколько порядков выше, чем остаточные количества синтетических полиэлектролитов в очищенной воде. Кроме того:
    - большинство реагентов применяется в дозах, сопоставимых с гигиеническими нормативами;
    - при использовании в процессах осветления воды реагентов в оптимальных дозах остаточные концентрации их заведомо ниже ПДК;
    - в настоящее время отсутствуют доступные аналитические методы, позволяющие достоверно определять содержание полимеров и мономеров на уровнях, реально присутствующих в воде после применения синтетических полиэлектролитов в оптимальных дозах;
    - контроль качества питьевой воды, прошедшей очистку с использованием синтетических полиэлектролитов, до настоящего времени проводится в нашей стране по остаточным концентрациям полимеров, без учета содержания мономеров и других опасных примесей.
    3.9. Реальная минимизация риска для здоровья населения, связанного с применением для очистки воды синтетических полиэлектролитов, может быть достигнута при следующих условиях:
    - контроль качества при производстве синтетических полиэлектролитов (оценка и регламентирование сырьевых компонентов; стабилизация условий синтеза; контроль примесей, побочных и промежуточных продуктов);
    - расчет допустимого содержания мономеров и токсичных примесей в полимерном продукте с учетом их ПДК и референтных доз;
    - обоснование максимально допустимой дозы реагентов, обеспечивающей безопасное их использование в технологиях очистки воды.
 

4. Классификация и общая характеристика синтетических полиэлектролитов

 
    4.1. В практике очистки питьевой воды используются реагенты, подавляющее большинство которых относится к следующим четырем группам соединений:
    - полиамины (полиэпихлоргидриндиметиламины, полиЭПИ-ДМА);
    - полидиаллилдиметиламмоний хлориды (полиДАДМАХи);
    - полиакриламиды (ПАА);
    - смеси (сополимеры).
    4.2. Полиамины и полиДАДМАХи характеризуются очень высоким катионным зарядом при относительно невысокой молекулярной массе, что определяет их использование в качестве коагулянтов при очистке питьевой воды. Полиакриламиды представлены в неионной, анионной и катионной форме, имеют молекулярную массу от 1 до 20 млн. и применяются в качестве флокулянтов.
    4.3. Полиамины (полиЭПИ-ДМА)
    4.3.1. Полимеры на основе эпихлоргидриндиметиламина производятся путем реакции конденсации первичных или вторичных аминов с эпихлоргидрином:
 

      CH3          CH3   
                    +   
CH2  CH  CH2Cl + HN >  CH2 CH CH2-N   
          
\ /                   n-
 О      CH3      OH  CH3  Cl
Эпихлоргидрин  Диметиламин   Полиамин    

 
    4.3.2. Эмпирическая формула (CaHbNcOdCle)n, где a, b, c, d и e - переменные, определяемые используемыми реагентами и их молярным соотношением. Регистрационные номера CAS 25988-97-0; 68583-79-1; 42751-79-1.
    4.3.3. Реагент представляет собой водный раствор в форме вязкой жидкости с содержанием активного вещества от 30 до 50%. Продукт смешивается с водой при любых концентрациях (пропорциях).
    4.3.4. Молекулярная масса от 10 тыс. до 1 млн. Катионный заряд расположен на главной цепи. Вязкость 50%-ного раствора от 40 до 20000 сПз.
    4.3.5. В товарном продукте обнаруживаются вещества, которые используются при синтезе полимера или появляются в результате гидролиза. Важнейшими из них являются эпихлоргидрин, глицидол, 1,3-дихлорпропанол, 2,3-дихлорпропанол и диметиламин.
    4.4. Полидиаллилдиметиламмоний хлорид (полиДАДМАХ)
    4.4.1. Реагент полиДАДМАХ синтезируется из аллилхлорида и диметиламина:
 

    CH2=CHCH=CH2
            
  CH3  CH2CH2  
      \+/ - 
2CH2=CH-CH2Cl + HN-->N Cl 
      / \   
  CH3  CH3 CH3   
Аллилхлорид  Диметиламин ДАДМАХ   

 
    Полимеризация происходит циклическим путем с образованием следующей структуры:
 

        
  CH2-CH CH-CH2