Водообеспечение экспедиции на Эверест в1982 году
Источник: Библиотека экстремальных ситуаций
Справочно-методический сборник в 35 томах
Редактор и составитель Лучанский Григорий
Москва, ФГУНПП «Аэрогеология», 1995 г.
«Физиология человека в условиях высокогорья», М., Наука, 1987, ред. О.Г. Газенко.
Вопрос по водообеспечению экспедиции на Эверест рассматривался в двух аспектах. С одной стороны, в связи с предположением, что у подножия Эвереста питьевая вода могла не соответствовать основным гигиеническим нормативам (иметь высокую бактериальную загрязненность и различные примеси), стояла задача по разработке аппаратуры по очистке и обеззараживанию воды. С другой стороны, решался вопрос о восполнении дефицита минеральных солей в организме человека.
Разработка аппаратуры по очистке и обеззараживанию питьевой воды.
В период организации любых экспедиций в мало изученные в эпидемиологическом отношении районы одной из важнейших проблем является водообеспечение ее участников.
Факт распространения ряда инфекционных заболеваний через воду подчеркивает необходимость обеспечения гигиенической безопасности питьевой воды в эпидемиологическом отношении. История знает много примеров возникновения эпидемий, которые вспыхивали в результате употребления зараженной микробами воды водоемов или водопроводов.
Ранее всего связь водного фактора с распространением заболеваний стала очевидной в отношении холеры, а затем в мировой литературе появились сообщения о крупных вспышках эпидемии брюшного тифа, источником которых являлась также питьевая вода. Известны случаи передачи через воду и сальмонеллезной инфекции. Кроме того, что вода является источником инфекции, следует отметить, что различные микробы, попадая в воду, довольно долго могут сохранять свою вирулентность. В связи с этим, важнейшим этапом подготовки воды, как на централизованных водопроводах, так и при водообеспечении спецобъектов или изолированных контингентов людей является ее обеззараживание.
В равной степени эта проблема требовала своего решения и при водообеспечении экспедиции «Эверест», когда могла потребляться вода из неорганизованных или неизвестных источников воды, т.е. требовалось создание устройств, обеспечивающих предварительную очистку воды от механических примесей и ее обеззараживание.
В настоящее время для целей обеззараживания широко используются как физические методы (ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвуком, гамма-облучение), так и реагентные (хлорирование, озонирование, йодирование и др.).
Однако задача надежного и быстрого обеззараживания питьевой воды применительно к условиям водообеспечения небольших контингентов может быть, прежде всего, решена с помощью ее фильтрования через пористые перегородки с размером пор, меньшим, чем размеры микроорганизмов. За рубежом такие фильтры широко используются как для подготовки воды в домашнем хозяйстве (непосредственно на водопроводе), так и в условиях походов и экспедиций.
Наиболее известным изготовителем таких обеззараживающих фильтров является швейцарская фирма «Филопур». Такой фильтр позволяет получить 20-25 л чистой обеззараженной воды при зараженности исходной воды до 500x103 микроб/мл. При этом скорость фильтрации составляет около 100-200 мл/мин при давлении на входе в фильтр 0,5 атм. Фильтр помимо микропористой перегородки-мембраны содержит также волокнистый фильтрующий материал, служащий предфильтром и обеспечивающий очистку воды от основной части механических и коллоидных примесей. Кроме того, предфильтр содержит сорбент и соединения серебра, что обеспечивает дезодорирующий эффект и повышает устойчивость дезодорированной воды к повторному заражению.
Для экспедиции «Эверест» было разработано и изготовлено несколько обеззараживающих фильтров на основе отечественных материалов. Основным элементом фильтров являлась микропористая мембрана МФАС-ВЗ, разработанная ВНИИС и прошедшая предварительные испытания в ИМБП МЗ СССР. Данная мембрана обладает способностью задерживать на своей поверхности представителей типичных сапрофитных микроорганизмов воды в течении двух недель, в отличие от большинства других типов мембран, допускает перерывы в работе.
Волокнистый фильтрующий материал для обеззараживающего фильтра был разработан и изготовлен Марийским филиалом ВНИИ бумажной промышленности по техническим требованиям ИМБП. Он состоял из четырех спрессованных слоев на основе асбестовых и целлюлозных волокон с включением активированного угля и серебра. Обеззараживающая способность и гидравлические характеристики описанных двух материалов были на уровне лучших мировых образцов.
В ходе экспедиции могла возникнуть необходимость в двух типах фильтров:
1) индивидуальном, используемом при выходах участниками экспедиции;
2) коллективном, предназначенном для получения воды в пределах базового лагеря.
В соответствии с этими задачами научно-исследовательским технологическим институтом в городе Электросталь разработаны три конструкции фильтров «Кристалл-М», «Кристалл-С» и «Ручей», прошедших дальнейшую апробацию, как в условиях лабораторных испытаний, так и на предварительных тренировочных сборах альпинистов.
Фильтры «Кристалл-М» и «Кристалл-С» с фильтрующей поверхностью 78 см предназначены для индивидуального использования и должны обеспечивать очистку воды при скорости фильтрации 100-200 мл/мин и давлении 0,1-0,2 атм., создаваемом во фляге, к которой присоединен фильтр.
Фильтр «Кристалл-М», помимо описанных выше мембран и волокнистого фильтрующего материала, содержал также слой фильтрующего материала ФМВ, предназначенного для задержания крупных взвесей. Фильтрующие материалы были заключены в неразъемный пластмассовый корпус. Общий вес фильтра составлял 80 г.
Конструкция фильтра «Кристалл-С» предусматривала применение сменных фильтрующих элементов. Каждый элемент состоял из набора описанных выше фильтрующих материалов, снабженных эластичной окантовкой. Расчетный ресурс описанных конструкций (с одним фильтрующим элементом) составляет 20-30 л.
Фильтр «Ручей» предназначен для получения чистой воды в условиях лагеря в количестве нескольких тысяч литров. Фильтр состоит из четырех колонок, содержащих фильтрующие элементы, изготовленные из пористых материалов с последовательно уменьшающимся по ходу течения воды размером пор. Каждая колонка состоит из корпуса с размещенным внутри него фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент 1-й колонки содержит материал ФМВ и предназначен для задержания частиц более 15 мкм. Во 2-й колонке находится элемент из гофрированного материала «Суперфильтр-В», который обеспечивает очистку воды от частиц крупнее 2 мкм. В 3-й колонке находиться активированный уголь, а 4-я задерживает с помощью материала «Суперфильтр-100» коллоидные частицы и микроорганизмы. В состав фильтрующих элементов было введено серебро, обеспечивающее бактерицидное действие.
Фильтр укомплектован двумя емкостями для очищаемой воды и насосом, предназначенным для поднятия давления в емкости.
Все три фильтра прошли лабораторные испытания на имитаторе зараженной воды, которую готовили путем введения в дехлорированную воду Московского водопровода смеси микроорганизмов до уровня суммарной зараженности 10s микроб/мл и на природной речной воде. Давление фильтрации составило 0,5 атм. Фильтрация осуществлялась в прерывистом режиме при объеме дозы 0,1-1 л с интервалом между дозами 20-40 мин.
Испытания показали, что фильтры индивидуального пользования при скорости фильтрации 100-300 мл/мин обеспечивают освобождение от всей имеющейся микрофлоры 25-30 л имитатора зараженной воды. Ресурс фильтров ограничен только увеличением гидравлического сопротивления.
Фильтр «Ручей» позволил очистить 500 л искусственно зараженной воды без заметного увеличения гидравлического сопротивления. Его производительность определялась только скоростью подачи воды насосом.
В процессе испытаний установлено, что полное освобождение от всей имеющейся микрофлоры отмечено при фильтрации 90-100 л зараженной воды, при дальнейшей фильтрации отмечено снижение количества микроорганизмов в 100-200 раз.
Исходя из полученных данных, в целях надежного обеззараживания природных вод была рекомендована смена фильтрующих материалов через каждые 100 л.
Фильтры поставлялись для эксплуатации в период проведения экспедиции в обеззараженном виде. Обеззараживание фильтров «Кристалл» и фильтрующих элементов фильтра «Ручей» производилось с помощью гамма-излучения с дозой 2,5 Мрад.
Проведенные натурные испытания в условиях летней экспедиции на Памир и последующие экспедиции советских альпинистов на Эверест показали, что фильтры «Кристалл-С», «Кристалл-М» и «Ручей» могут быть рекомендованы для очистки и обеззараживания воды для питьевых нужд коллективов людей, находящихся в условиях автономной деятельности.
Искусственная минерализация талой ледниковой воды, предназначенной для питьевых нужд членов экспедиции.
Известно, что талая ледниковая вода приближается по своему физико-химическому составу к дистиллированной и не содержит в своем составе физиологически необходимых минеральных компонентов и микроэлементов (кальций, магний, калий, натрий, сульфаты, хлориды, фтор, йод и др.), присущих природной питьевой воде. Эта вода неполноценна по своим органолептическим свойствам и солевому составу, в связи, с чем возникает необходимость ее искусственной минерализации. Биологическая роль большинства макро- и микроэлементов, входящих в состав воды, достаточно хорошо изучена. Несмотря на то, что основное количество минеральных компонентов поступает в организм с пищей, тем не менее доказана важная биологическая роль воды и входящих в нее макро- и микроэлементов при обеспечении биохимических процессов водно-солевого обмена. Ухудшение органолептических свойств воды, связанное с ее деминерализацией, приводит к уменьшению «питьевого запроса», в ряде случаев доходящего до полного отказа от питья. Длительное употребление обессоленной воды может привести к нарушению водно-солевого обмена и некоторым заболеваниям. Так, обнаружены значительные биохимические изменения состава крови, мочи, а также заболеваемость органов пищеварения у лиц, потреблявших в течении года для питья ледниковую воду.
Длительное употребление обессоленной воды может привести также к дефициту поступления в организм таких микроэлементов, как фтор и йод. При пребывании человека в экстремальных условиях, например в высокогорных экспедициях, на полярных станциях, в космическом полете, к организму человека предъявляются повышенные требования и важную роль приобретает обеспечение его высококачественной питьевой водой. В связи с этим большинство гигиенистов в нашей стране и за рубежом признают необходимость обогащения ее минеральными компонентами.
Изучение различных способов искусственной минерализации, приведенные ранее, показали, что наиболее перспективными являются способы, основанные на использовании солей в твердой фазе. К числу их можно отнести минеральные фильтры на протоке воды и солевые таблетки.
Для кондиционирования талой ледниковой воды, предназначенной для питьевых нужд участников высокогорной экспедиции, наиболее перспективным способом представляется обогащение воды с помощью таблеток, как наиболее простой и не требующий специальных дозирующих устройств.
Целью настоящей работы являлась разработка способа и проведение искусственной минерализации талой ледниковой воды, предназначенной для питьевых нужд экспедиции альпинистов, путем введения солевых таблеток.
На основании проведенных нами лабораторных исследований был разработан способ дозированного введения в воду солевых добавок, включающих необходимые макро- и микроэлементы, присущие природной питьевой воде, в виде таблеток «Аквасоль», заключенных предварительно в специальную упаковку из фольги с полиэтиленом. При обосновании выбора и разработке способа обогащения ледниковой воды критерием выбора служил состав основных физиологически необходимых компонентов, входящих в питьевую воду и определяющих ее физико-химические и органолептические свойства, а также растворимость известных химических соединений, содержащих эти компоненты. Одна таблетка весом 0,7 г растворялась в 2 л воды, время растворения при комнатной температуре составляло в среднем 5-10 мин при перемешивании воды. Изготовление таблеток «Аквасоль» из смесей химических компонентов производилось на лабораторной ударной таблеточной прессмашине под давлением р=1200 кг/см2 на базе центральной заводской лаборатории производственного химико-фармацевтического объединения Мосхимфармпрепарат. Упаковка солевых таблеток (по 10 таблеток в упаковке) - с помощью упаковочной машины «Сервак». В период проведения тренировочных сборов было изготовлено 3000 таблеток для обогащения 6000 л талой ледниковой воды, для экспедиции на Эверест было изготовлено 2000 таблеток для обогащения 4000 л воды. В последнем случае таблетки были включены в комплект пищевых рационов.
Участники экспедиции использовали таблетки для добавки в талую ледниковую воду, чай, кофе, какао и давали им органолептическую оценку в соответствии со специальной анкетой, которая впоследствии нами анализировалась.
Результаты лабораторных исследований показали, что физико-химический состав дистиллированной воды после искусственной минерализации по основным параметрам приближается к воде московского водопровода.
Обогащенная вода по своему составу соответствует нормативам ГОСТ «Вода питьевая».
При апробации предложенного нами способа искусственной минерализации ледниковой воды в условиях высокогорных экспедиций в период подготовки, а также в период экспедиции на Эверест были получены следующие данные.
Анализ ответов на карты опроса 22 участников летней экспедиции позволил сделать вывод о том, что в целом все участники экспедиции, использовавшие солевые таблетки для добавки в талую ледниковую воду, чай, кофе, какао, дали им положительную оценку. Они считали этот способ удобным в эксплуатации и рекомендовали его для использования во время экспедиции на Эверест (табл. 1).
Анализ карт опроса и врачебный контроль за 17 участниками экспедиции «Эверест-82», использовавшими солевые таблетки для добавки в талую ледниковую воду, показал, что практически все спортсмены дали этому способу минерализации положительную оценку (табл. 2).
По отзывам альпинистов, вкусовые качества обогащенной таблетками воды значительно лучше, чем талой ледниковой; обогащенная вода не имеет посторонних запахов и привкусов. Альпинисты рекомендовали шире внедрять солевые таблетки для кондиционирования вкусовых свойств питьевой воды в условиях высокогорных экспедиций.
Таким образом, на основе проведенных лабораторных исследований, а также анализа данных, полученных в период проведения восхождения советскими альпинистами, солевые таблетки «Аквасоль» могут быть рекомендованы для кондиционирования органолептических свойств талой ледниковой воды, используемой для питья и приготовления пищи коллективом людей, находящихся в условиях высокогорных экспедиций.
Таблица 1
Результаты анализа анкетных данных участников экспедиции
по оценке метода минерализации воды
|
Вопрос
|
Ответ
|
|
1. Какой вкус имеет минерализованная вода?
|
Нормальная – 18
Неопределенный – 1
Солоноватая – 1
Неприятный – 1
Не ответил – 1
|
|
2. Имеет ли минеральная вода запах, и какой?
|
Не имеет – 18
Больничный – 1
Плохой – 1
Не ответил - 2
|
|
3. Что вкуснее: талая или минерализованная вода?
|
Минерализованная – 13
Талая – 3
Не ответили – 5
Нет различий – 1
|
|
4. Хорошо ли растворяется в воде?
|
Хорошо – 15
Относительно – 1
Плохо – 1
Размельчитель – 1
Не ответили – 4
|
|
5. Удобны ли таблетки в эксплуатации?
|
Удобны – 15
Не ответили – 6
Только в базовом лагере – 1
|
|
6. Удобна ли весовая расфасовка и упаковка таблеток?
|
Удобна – 16
Не ответили - 6
|
|
7. Нужно ли изменить по вкусовым качествам минеральный состав таблеток?
|
Нет – 10
Изменить – 4
Подкислить – 1
Не ответили – 7
|
|
8. Нужна ли минерализация воды при организации восхождения на Эверест?
|
Да – 18
Не ответили – 4
|
|
9. Замечания и пожелания по улучшению минерализации воды
|
Нет замечаний – 6
Не ответили – 11
В более влагостойкой упаковке – 1
Кисло-сладкие – 1
Улучшить - 2
|
Примечание. Заполнение анкет осуществлялось 22 участниками экспедиции в базовом лагере три раза: в период организации базового лагеря (7-10 июля), в период разбивки промежуточных лагерей (11-23 июля) и после восхождения на пик Коммунизма. Цифры в графе «Ответы» обозначают число участников, заполнивших анкету.
Таблица 2
Результаты анализа анкетных данных участников экспедиции на Эверест по оценке эффективности применения таблеток «Аквасоль» для минерализации воды
|
Вопрос
|
Ответ
|
|
1. Какой вкус имеет минерализованная вода: приятный, неприятный, пресный, нормальный, горьковатый, сладковатый, кисловатый?
|
Нормальный вкус – 14
Приятный – 1
Не пользовался – 1
Не ответил - 1
|
|
2. Имеет ли минерализованная вода запах, и какой?
|
Не имеет – 15
Не пользовался – 1
Не ответил – 1
|
|
3. Сравнительная оценка вкусовых качеств талой и минерализованной воды
|
В пользу минерализованной – 12
Разницы нет – 2
Не пользовался – 1
Не ответил – 2
|
|
4. Растворимость таблеток «Аквасоль» в воде
|
Хорошая – 14
Желательно улучшить – 2
Не пользовался – 1
|
|
5. Замечания и предложения
|
Нет замечаний – 13
Шире внедрять в альпинистской практике – 3
Не пользовался – 1
|
Примечание. Цифры в графе «Ответы» обозначают число участников, заполнивших анкету.
