medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2019-98-12-1355-1362medlit-465Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEОценка влияния противогололёдных материалов на характеристику сточных вод централизованной системы водоотведенияAssessment of the impact of anti-icing materials on the characteristics of sewage water disposal centralized systemhttps://orcid.org/0000-0003-1917-7490ВоронинаЛюдмила ПетровнаVoroninaLyudmila P.

Доктор биол. наук, доцент, заведующая лабораторией эколого-гигиенической оценки отходов и почвы ФГБУ «ЦСП» Минздрава России, 119121, Москва.

e-mail: luydmila.voronina@gmail.com; lab.pochva@mail.ru

MD, Ph.D., DSci., Associate professor, Head of the Laboratory for Ecological and Hygienic Assessment of Waste and Soil of the Center for Strategic Planning, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: luydmila.voronina@gmail.com; lab.pochva@mail.ru

luydmila.voronina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0518-0982КеслерК. Э.KeslerK. E.noemail@neicon.ruБалагурЛ. А.BalagurL. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9718-0663ДонерьянЛ. Г.DonerianL. G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2275-9010УшаковаО. В.UshakovaO. V.noemail@neicon.ruКарпенкоЮ. Д.KarpenkoYu. D.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3350-5753ВодяноваМ. А.VodyanovaM. A.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»Center for Strategic Planning, Russian Ministry of Health; Lomonosov Moscow State UniversityФедеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииCenter for Strategic Planning, Russian Ministry of Health201914102020981213551362Copyright © Воронина Л.П., Кеслер К.Э., Балагур Л.А., Донерьян Л.Г., Ушакова О.В., Карпенко Ю.Д., Водянова М.А., 20202020Воронина Л.П., Кеслер К.Э., Балагур Л.А., Донерьян Л.Г., Ушакова О.В., Карпенко Ю.Д., Водянова М.А.Voronina L.P., Kesler K.E., Balagur L.A., Donerian L.G., Ushakova O.V., Karpenko Y.D., Vodyanova M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/465Введение

Введение. Использование в зимний период противогололёдных материалов (ПГМ) наряду с полезными функциями сопровождается негативными последствиями их воздействия на объекты окружающей среды (ООС) и на здоровье человека. В настоящее время изучены токсические свойства многих противогололёдных реагентов (ПГР), входящих в состав ПГМ, и контролируется ряд позиций их воздействия на ООС. Основная утилизация снежной массы осуществляется через стационарные снегосплавные пункты (ССП). Именно это мероприятие связано с высокой нагрузкой на ООС, особенно на водные объекты, и требует сведений по токсичности, динамике поступления, составу поллютантов, в том числе входящих в состав ПГМ.

Целью исследования явилось изучение роли ПГМ в характере загрязнения вод в очистных системах ССП и степени возможного загрязнения открытых водоёмов, в частности рек.

Материал и методы

Материал и методы. Проанализированы образцы доставленного на стационарные снегосплавные пункты ГУП «Мосводосток» снега, собранного с территории г. Москвы; образцы воды из резервуаров, где проходит очистка; а также пробы сточной воды перед сбросом в реку. Использованы химико-аналитические методы и широкий спектр методов биотестирования.

Результаты

Результаты. Через снегосплавные пункты в составе снежной массы противогололёдные материалы попадают в водоёмы и реки г. Москвы. Это сопровождается увеличением в них ряда сопутствующих элементов (Zn > 1 мг/л и др.) и легкорастворимых солей (значения минерализации достигают 4830 мг/л).

В водах рек уровень минерализации в ряде случаев достигает максимально допустимой величины (1000 мг/л) или незначительно превышает это значение (1125 мг/л). Устанавливается превышение по ряду элементов, как основных компонентов ПГМ, так и сопутствующих (Zn, Fe, Al и др.). Методы биологического контроля с привлечением биотестов подтверждают в ряде случаев наличие негативного действия.

Introduction

Introduction. The use of anti-icing materials (AIM) in winter, along with useful functions, is accompanied by negative consequences of their impact on environmental objects (EO) and indirectly on human health. At present, the toxic properties of many anti-icing agents (AIM) included in AIMs have been studied, and a number of positions of their impact on environmental protection are monitored. The main utilization of the snow mass is carried out through stationary snow-alloy points (SAP). This event is associated with a high load on environmental protection, especially on water bodies, and requires information on toxicity, intake dynamics, composition of pollutants, including those included in the AIM.

The aim of the study was to investigate the role of AIM in the nature of water pollution in SAP treatment systems and the degree of possible contamination of open water bodies, in particular, rivers.

Material and methods

Material and methods. The samples of the snow collected from the territory of the city of Moscow for further melting were delivered to the stationary snow-alloy points of the State Unitary Enterprise “Mosvodostok”; water samples from the tanks where the treatment takes place; and wastewater samples were taken before discharge into the river. Chemical analytical methods and a wide range of bio testing methods were used.

Results

Results. Through the snow-alloy points as part of the snow mass, the anti-icing materials fall into the reservoirs and rivers of the city of Moscow. This is accompanied by an increase in the number of related elements (Zn>1.0 mg/l, etc.) and easily soluble salts (the mineralization reaches 4830 mg /l).

In the waters of rivers, electrical mineralization in some cases reaches the maximum permissible value (1000 mg/l) or slightly exceeds this value (1125 mg/l). An excess is established for a number of elements, both the main components of the AIM and the associated components (Zn, Fe, Al, etc.). Methods of biological control with the involvement of biotests in some cases confirm the presence of a negative effect.

противогололёдный материал (ПГМ)противогололёдный реагент (ПГР)стационарный снегосплавный пункт (ССП)солесодержаниеснежная массавода рекминерализациябиотестированиеanti-icing materialde-icing productstationary snow meltersalt contentsnow-masswater of riverssalinitybioassayReferencesКасимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в восточном округе Москвы. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2012; 4: 14-24Kasimov N.S., Kosheleva N.E., Vlasov D.V., Terskaya E.V. Geochemistry of snow cover within the eastern district of Moscow. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5. Geografiya. 2012; 4: 14–24. (in Russian)Glushko A., Bessarabov A., Priorov G. CALS-system of Ecological Monitoring of Road Anti-icing Materials on the Major Environmental Components. Chem Eng. 2018; 70: 451-6.Glushko A., Bessarabov A., Priorov G. CALS-system of Ecological Monitoring of Road Anti-icing Materials on the Major Environmental Components. Chem Eng. 2018; 70: 451–6.Soundararajan P. et al. Evaluation of relative toxicity caused by deicing agents on photosynthesis, redox homeostasis, and the osmoregulatory system in creeper-type plants. Hortic Environ Biote. 2019; 60 (2): 175-86.Soundararajan P. et al. Evaluation of relative toxicity caused by deicing agents on photosynthesis, redox homeostasis, and the osmoregulatory system in creeper-type plants. Hortic Environ Biote. 2019; 60 (2): 175–86.Хомяков Д.М. Противогололёдные реагенты на объектах дорожного хозяйства Москвы. Опыт прошедшего десятилетия. Дорожная держава. 2013; 47: 92Khomyakov D.M. Anti-icing reagents at the Moscow road facilities. The experience of the past decade. Dorozhnaya derzhava [Road Power]. 2013; 47: 92. (in Russian)Laceby J.P., Kerr J.G., Zhu D., Chung C., Situ Q., Abbasi S. Chloride inputs to the North Saskatchewan River watershed: the role of road salts as a potential driver of salinization downstream of North America’s northern most major city (Edmonton, Canada). 2019; 688: 1056-68. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.208Laceby J.P., Kerr J.G., Zhu D., Chung C., Situ Q., Abbasi S. Chloride inputs to the North Saskatchewan River watershed: the role of road salts as a potential driver of salinization downstream of North America’s northern most major city (Edmonton, Canada). 2019; 688: 1056–68. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.208Примин О.Г., Тэн А.Э. Экологическая оценка использования противогололёдных реагентов в зимний период в г. Москве. Экология и промышленность России. 2018; 22 (4): 4-10.Primin O.G., Tan A.E. Environmental assessment of the use of anti-icing agents in the winter in Moscow. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 2018; 22 (4): 4–10. (in Russian)Тувальбаев Б.Г., Моисеев В.И. Утилизация снего-ледовой массы - одна из перспективных муниципальных задач, решаемых городской ТЭЦ. Энергосбережение и водоподготовка. 2014; 1 (87): 8-13.Tuvalbaev B.G., Moiseev V.I. Utilization of the snow-ice mass is one of the most promising municipal tasks solved by the city’s CHP. Energosberezheniye i vodopodgotovka [Energy Saving and Water]. 2014; 1 (87): 8–13. (in Russian)Примин О.Г., Пупырев Е.И., Варюшина Г.П. Системное решение проблемы уборки и утилизации снега в Москве. Водоснабжение и санитарная техника. 2015; 4: 37-8.Primin O.G., Pupyrev E.I., Varyushina G.P. A systematic solution to the problem of cleaning and disposal of snow in Moscow. Vodosnabzheniye i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Equipment]. 2015; 4: 37–8. (in Russian)Лагунов А.Я. Снеготаялки: московский опыт эксплуатации. Строительные и дорожные машины. 2010; 1: 1-7.Lagunov A.Ya. Snegotayalki: Moscow operation experience. Stroitel’nyye i dorozhnyye mashiny [Construction and Road Machines]. 2010; 1: 1–7. (in Russian)Пигалков А.А., Щербаков В.И. Инновационная конструкция снегоплавильного пункта на базе аварийной карты очистных сооружений. Инженерные системы и сооружения. 2010; 2 (3): 169-72.Pigalkov A.A., Shcherbakov V.I. Innovative construction of snow-melting facility based on emergency area of wastewater treatment plant. Inzhenernyye sistemy i sooruzheniya. 2010; 2 (3): 169–72. (in Russian)Кулдошина В.В., Жогаль А.В., Лупунчук М.Ю. Современные подходы к решению проблем утилизации снега. Международный технико-экономический журнал. 2018; 5: 79-84.Kuldoshina V.V., Zhogal A.V., Lupunchuk M.Yu. Modern approaches to solving the problems of snow disposal. Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal [International Technical and Economic Journal]. 2018; 5: 79–84. (in Russian)Храменков С.В., Пахомов А.Н., Богомолов М.В., Данилович Д.А., Ромашкин О.В., Пупырев Е.И. и соавт. Системы удаления снега с использованием городской канализации. Водоснабжение и санитарная техника. 2008; 10: 19-30.Khramenkov S.V., Pakhomov A.N., Bogomolov M.V., Danilovich D.A., Romashkin O.V., Pupyrev E.I. et al. Snow removal systems using urban sewage. Vodosnabzheniye i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Engineering]. 2008; 10: 19–30. (in Russian)Официальный сайт мэрии Москвы Режим доступа: https://www.mos.ru/news/item/5940073/The official website of the mayor of Moscow. https://www.mos.ru/news/item/5940073/Дрябжинский О.Е., Зубкова В.М., Пугачёва Т.Г. Мониторинг содержания в снеговой воде компонентов противогололёдных реагентов и подвижных форм тяжёлых металлов. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017; 28 (5): 56-69.Dryabzhinsky O.E., Zubkova V.M., Pugacheva T.G. Monitoring the content in the snow water of the components of anti-icing agents and mobile forms of heavy metals. Problemy ekologicheskogo monitoringa i modelirovaniya ekosistem [Problems of Environmental Monitoring and Modeling of Ecosystems]. 2017; 5: 56–69. (in Russian)Касаткин А.В., Селицкая О.В. Использование микроорганизмов в биотехнологиях очистки поверхностного стока с автострад. Известия ТСХА. 2007; 1: 142-7.Kasatkin A.V., Selitskaya O.V. The use of microorganisms in biotechnology cleaning surface runoff from highways. Izvestiya TSKhA [Proceedings of the TAA]. 2007; 1: 142–7. (in Russian)Донерьян Л.Г., Водянова М.А. Биологические методы контроля объектов окружающей среды как дополнение токсикологических исследований. В кн.: Экологические проблемы современности: выявление и предупреждение неблагоприятного воздействия антропогенно детерминированных факторов и климатических изменений на окружающую среду и здоровье населения. Материалы Международного форума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды. Воронеж; 2017. С. 144-6.Donerian L.G., Vodianova M.A. Biological methods of monitoring environmental objects as an addition to toxicological studies. In: Ecological problems of our time: the identification and prevention of the adverse effects of anthropogenic determinants and climate change on the environment and public health. Proceedings of the International Forum of the Scientific Council of the Russian Federation on human ecology and environmental health Proceedings [Ekologicheskiye problemy sovremennosti: vyyavleniye i preduprezhdeniye neblagopriyatnogo vozdeystviya antropogenno determinirovannykh faktorov i klimaticheskikh izmeneniy na okruzhayushchuyu sredu i zdorov’ye naseleniya. Materialy Mezhdunarodnogo foruma Nauchnogo soveta Rossiyskoy Federatsii po ekologii cheloveka i gigiyene okruzhayushchey sredy]. Voronezh; 2017: 144–6. (in Russian)Водянова М.А., Ушакова О.В., Донерьян Л.Г., Евсеева И.С. Проблема применения и оценки противогололёдных препаратов в условиях мегаполисов. Современные проблемы науки и образования. 2018; 5: 53.Vodianova M.A., Ushakova O.V., Donerian L.G., Evseeva I.S. The problem of the use and evaluation of anti-icing drugs in megacities. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education]. 2018; 5: 53. (in Russian).Дьячков Р. Тактика выжженной земли. Аргументы и факты. 2013; 13: 54.Dyachkov R. Tactics of a scorched earth. Argumenty i Fakty [Arguments and Facts]. 2013; 13: 54. (in Russian)Королев В.А., Горняков А.К. Оценка влияния противогололёдных реагентов на городские территории при инженерно-экологических изысканиях. Инженерные изыскания. 2018; 12 (1-2): 66-78. https://doi.org/10.25296/1997-8650-2018-1-2-66-78Korolev V.A., Gornyakov A.K. Evaluation of the effect of anti-icing agents on urban areas during engineering and environmental surveys. Inzhenernyye izyskaniya. 2018; 12 (1–2): 66–78. https://doi.org/10.25296/1997-8650-2018-1-2-66-78 (in Russian)Brown B.R., Bell M.M., Thompson G. Improvements to the snow melting process in a partially double moment microphysics parameterization. J Adv Model Earth Sy. 2017; 9 (2): 1150-66.Brown B.R., Bell M.M., Thompson G. Improvements to the snow melting process in a partially double moment microphysics parameterization. J Adv Model Earth Sy. 2017; 9 (2): 1150–66.Hrefna Run Vignisdottir, Babak Ebrahimi, Gaylord Kabongo Booto, Reyn O’Born, Rolf André Bohne. A review of environmental impacts of winter road maintenance. Cold Reg Sci Technol. 2019; 158: 143-53. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.10.013Hrefna Run Vignisdottir, Babak Ebrahimi, Gaylord Kabongo Booto, Reyn O’Born, Rolf André Bohne. A review of environmental impacts of winter road maintenance. Cold Reg Sci Technol. 2019; 158: 143–53. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.10.013Жолдакова З.И., Манаева Е.С., Беляева Н.И., Голландцева А.И., Мамонов Р.А., Полторацкий А.Ю. и соавт. Научное обоснование приоритетных показателей для оптимизации контроля за химическим загрязнением р. Москва. В сб.: Современные методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования факторов окружающей среды, влияющих на здоровье человека. Материалы Международного форума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды, посвящённого 85-летию ФГБУ «НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина» Минздрава России. В 2 ч. М.; 2016: 209-11Zholdakova Z.I., Manaeva E.S., Belyaeva N.I., Dutchtseva A.I., Mamonov R.A., Poltoratsky A.Yu. et al. Scientific substantiation of priority indicators to optimize the control of chemical pollution p. Moscow In: Modern methodological problems of studying, assessing and regulating environmental factors affecting human health. Proceedings of the International Forum of the Scientific Council of the Russian Federation on Human Ecology and Environmental Hygiene, dedicated to the 85th anniversary of the Research Institute of Ecological Physics and GOS named after A.N. Sysina of Ministry of Health of Russia [Sovremennye metodologicheskiye problemy izucheniya, otsenki i reglamentirovaniya faktorov okruzhayushchey sredy, vliyayushchikh na zdorov’ye cheloveka. Materialy Mezhdunarodnogo Foruma Nauchnogo soveta Rossiyskoy Federatsii po ekologii cheloveka i gigiyene okruzhayushchey sredy, posvyashchennogo 85-letiyu FGBU «NII ECh i GOS im. A.N. Sysina» Minzdrava Rossii]. In 2 parts. 2016: 209–11. (in Russian)Osada K., Shido Y., Iida H., Kido M. Deposition processes of ionic constituents to snow cover. Atmos Environ. 2010; 44 (3): 347-53. https://doi.org/10.1016/j.atmosenvOsada K., Shido Y., Iida H., Kido M. Deposition processes of ionic constituents to snow cover. Atmos Environ. 2010; 44 (3): 347–53. https://doi.org/10.1016/j.atmosenvТерехова В.А. Мотивация к применению биотестов и востребованность знаний по экспресс-контролю объектов окружающей среды. В сб.: Экология речных бассейнов Труды IX Международной научно-практической конференции. 2018: 456-9.Terekhova V.A. Motivation for the use of biothests and the requirement of knowledge on express control of the environment. In: Ecology of river pools. Proceedings of the IX International Scientific and Practical Conference [Ekologiya rechnykh basseynov. Trudy IX Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii]. 2018: 456–9. (in Russian)Малышева А.Г., Шелепова О.В., Водянова М.А., Донерьян Л.Г., Ушакова О.В., Юдин С.М. Эколого-гигиенические проблемы применения противогололёдных реагентов в условиях крупного мегаполиса (на примере территории города Москвы). Гигиена и санитария. 2018; 97 (11): 1032-7.Malysheva A.G., Shelepova O.V., Vodyanova M.A., Doneryan L.G., Ushakova O.V., Yudin S.M. Ecological and hygienic problems of anti-ice reagents in a large metropolis (for example, the territory of the city of Moscow). Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2018; 97 (11): 1032–7. (in Russian)David J. Fairbairn, Sarah M. Elliott, Richard L. Kiesling, Heiko L. Schoenfuss, Benjamin M. Westerhoff. Contaminants of emerging concern in urban stormwater: Spatiotemporal patterns and removal by iron-enhanced sand filters (IESFs). Water Res. 2018; 145: 332-45. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.08.020David J. Fairbairn, Sarah M. Elliott, Richard L. Kiesling, Heiko L. Schoenfuss, Benjamin M. Westerhoff. Contaminants of emerging concern in urban stormwater: Spatiotemporal patterns and removal by iron-enhanced sand filters (IESFs). Water Res. 2018; 145: 332–45. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.08.020Zhengjun Hu, Yali Shi, Hongyun Niu, Yaqi Cai. Synthetic musk fragrances and heavy metals in snow samples of Beijing urban area, China. Atmospheric Res. 2012; 104-105: 302-5. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2011.09.002Zhengjun Hu, Yali Shi, Hongyun Niu, Yaqi Cai. Synthetic musk fragrances and heavy metals in snow samples of Beijing urban area, China. Atmospheric Res. 2012; 104–105: 302–5. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2011.09.002Прожорина Т.И., Куролап С.А., Якунина Н.И. Эколого-геохимическая диагностика состояния городской среды по загрязнению снежного покрова г. Воронежа. Самарский научный вестник. 2015; 4 (13): 121-6.Prozhorina T.I., Kurolap S.A., Yakunina N.I. Ecological and geochemical diagnostics of the state of the urban environment due to pollution of the snow cover of the city of Voronezh. Samarskiy nauchnyy vestnik [Samara Scientific Herald]. 2015; 4 (13): 121–6. (in Russian)Жарников В.Б., Пасько О.А., Ушакова Н.С., Макарцова Е.С. О содержании мониторинга снежных отвалов и подверженных их влиянию земель северных городов (на примере города Томска). Вестник СГУГИТ. 2019; 24 (1): 174-91. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2019-24-1-174-191Zharnikov V.B., Pasko O.A., Ushakova N.S., Makartsova E.S. On the content of monitoring of snow dumps and the lands of northern cities subject to their influence (on the example of the city of Tomsk). Vestnik SGUGIT. 2019; 24 (1): 174–91. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2019-24-1-174-191 (in Russian)Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы. Почвоведение. 2011; 2: 190-8.Terekhova V.А. Soil biotesting: approaches and problems. Pochvovedenie. 2011; 2: 190–8. (in Russian)Долгов В.А., Лавина С.А., Никитченко Д.В. Оценка и взаимосвязь параметров токсичности различных веществ для инфузорий тетрахимена пириформис и белых крыс. Вестник российского университета дружбы народов. Серия: агрономия и животноводство. 2014; 2: 58-65.Dolgov V.А., Lavina S.А., Nikitchenko D.V. Comparative evaluation and relationship of toxicity parameters of different substances to Tetrahymena pyriformis and white rats. Vestnik rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Series: agronomy and livestock. 2014; 2: 58–65. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.