ЛЕКЦИЯ

ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ.

ГИГИЕНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ.

Без воды невозможна жизнь людей, животных и растений. Человек без воды может прожить не больше|более| 5-6 суток. Это так называемое физиологичное значение воды. Организм взрослого человека складывается|состоит| в среднем на 65 % из|с| воды. С возрастом|веком| ее количество уменьшается.

Описание: Описание: Описание: http://www.aqua-elit.com.ua/images/Image/human.gif

Да, зародыш человека содержит 97 % воды, организм новорожденных - 77 %, в 50 годовом возрасте|веке| количество воды в организме составляет|сдает,складывает| лишь|только| 60 %. Основная масса воды (70 %) сосредоточена в середине|средине| клеток|клетки|, а 30 % - это внеклеточная вода. Последняя также розпределена в организме не одинаково: более малая (около|порядка| 7 %) - это кровь и лимфа, большая - омывает клетки|клетку|. В разных|различных| органах и тканях содержание|содержимое| воды не одинаковый: скелет содержит 20 %, мышечная ткань - 76, соединительная|сочетательная| ткань - 80, плазма крови - 92, стекловидное тело - 99 % воды.

Видео фильм – „ВОДА”

http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/video/hih/index.php?name_film=watter

http://www.tmn.fio.ru/works/24x/310/znachen1.htm

Вода является одним из самых важных элементов окружающей среды, она необходима для жизни человека, животных и растений (рис.). Вода нужна организму больше, чем все остальное, за исключением кислорода. Без пищи человек может прожить более месяца, а без воды - лишь несколько дней. Обезвоживание ведет к необратимым последствиям и гибели организма.

Все водные запасы на Земле объединяются понятием «гидросфера». Под гидросферой подразумевается комплекс водных объектов, включающий океаны, моря, реки, озера, водохранилища, болота, подземные воды, ледники, снежный покров и капельно-жидкую воду в атмосфере. Гидросфера имеет огромное значение для жизни и здоровья человечества. Вода регулирует климат планеты, обеспечивает хозяйственную и промышленную деятельность людей, являясь ее условием и объектом, входит в состав всех живых организмов, населяющих Землю, в том числе и в состав тела человека, выполняя в нем роль структурного компонента, растворителя и переносчика питательных веществ, вода участвует в биохимических процессах, регулирует теплообмен с окружающей средой.

Описание: Описание: Описание: Водные ресурсы мира. Распределение воды в гидросфере. На пресные воды приходится около 2,5 % общего объёма гидросферы.

Основными проблемами, связанными с гидросферой планеты, являются условия обеспеченности населения водой, ее качество и возможности его повышения. До недавнего времени эти проблемы не стояли столь остро в связи с относительной чистотой природных водоисточников и их достаточным количеством, но в последние десятилетия ситуация резко изменилась. Огромная концентрация городского населения, резкое увеличение промышленных, транспортных, сельскохозяйственных, энергетических и других антропогенных выбросов привели к нарушению качества воды, появлению в водоисточниках несвойственных природной среде химических, радиоактивных и биологических агентов. Все это делает эффективное водоснабжение населения ведущей проблемой современной жизни человечества.

Описание: Описание: Описание: http://vmede.org/sait/content/Gigiena_ekolog_arh_2010/8_files/mb4.jpeg

 

 

Без воды жизнь немыслима: все биохимические реакции и физиологические процессы как в растениях, так и у животных организмов, в том числе и у человека, осуществляются при участии воды.

Физиологическое значение воды для человека состоит в том, что вода входит в состав всех биологических тканей. Как показали ученые, вода составляет примерно 60-70% массы тела, а потеря 20-22% жидкости приводит к смерти. Вода содержится не только в жидких средах, но и в плотных образованиях организма. Процентное количество воды в различных тканях и органах можно представить следующим образом: зубная эмаль - 0,2, кости - 22, жировая ткань - 30, белое вещество мозга - 70, печень - 70, скелетные мышцы - 76, мышца сердца - 79, почки - 83, серое вещество мозга - 86, стекловидное тело - 99.

Живой клетке вода требуется для сохранения структуры и нормального функционирования. Считается, что вода выполняет некоторую общерегуляторную функцию на клеточном уровне с воздействием практически на все структуры клетки. Вода не только участвует в организации пространственной структуры биологических мембран, но и активно влияет на происходящие в них процессы.

Известно, что вода - универсальный растворитель. Вследствие полярности молекул она обладает наибольшей способностью ослаблять связи между частицами, молекулами и ионами многих веществ. Это имеет значение для солевого обмена организма. Всасывание солей в кишечнике возможно благодаря тому, что они растворены в воде. Поступая в кровь, соли влияют на важнейшую биологическую константу организма - осмотическое давление крови. Вода снижает осмотическое давление, а соли его повышают.

Вода выступает как основа кислотно-щелочного равновесия в организме - важнейшего фактора, определяющего скорость и направление многих биохимических реакций в тканях и органах, так как в воде соли, кислоты и щелочи не только растворяются, но и диссоциируют. Вода участвует во многих химических реакциях в организме.

Вода - основная составная часть крови, секретов и экскретов организма. В связи с этим важной функцией воды является транспорт в организм многих солей, микроэлементов и питательных веществ, например углеводов и витаминов. Одновременно вода участвует в выведении шлаков и токсичных веществ с потом, мочой, слюной.

Велика роль воды и в терморегуляции организма. Вода непрерывно выделяется через почки, легкие, кишечник, кожу, при этом организм отдает в окружающую среду значительное количество тепла. Так, при испарении пота человек теряет около 30% тепловой энергии. Существует и контактный путь отдачи тепла при купании в открытых водоемах.

В обычных условиях количество выпиваемой жидкости не должно превышать 1-1,5 л/сут. Дополнительно с продуктами питания поступает 1-1,2 л воды. Кроме того, в результате окисления пищевых веществ образуется до 0,5 л воды. Таким образом, при номинальной физической нагрузке и в благоприятных климатических условиях организму человека требуется около 3 л воды. Однако в жарком климате и при тяжелых физических нагрузках потеря воды из-за усиленного потоотделения может возрасти до 10 и даже 12 л/сут. Наряду с обезвоживанием в подобной ситуации особо опасно выведение из организма больших количеств солей калия и натрия, что может повлечь за собой выраженные изменения водно-электролитного баланса, нарушение мембранных процессов и, как следствие, судорожную болезнь и необратимые изменения в сердечной мышце и других органах. Профилактика таких неблагоприятных явлений состоит в достаточном, соответствующем потерям дробном приеме жидкости, поваренной соли и препаратов калия.

Наряду с обеспечением физиологических функций организма вода имеет важнейшее гигиеническое значение и рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения.

         Организм человека плохо переносит обезвоживание. Потеря 1-1,5 л воды уже вызывает ощущение|чувство| жажды. Оно связано|повязано| с возбуждением определенных отделов центральной нервной системы (“питьевого” центра), которые|какие| принимают участие в регуляции и пополнении водных ресурсов организма. Если потеря воды не возобновляется|восстанавливается|, тогда ухудшается самочувствие, снижается работоспособность, нарушается|возбуждается| водно-солевой обмен, терморегуляция и может наступить перегрел организму (табл. ). Недостаточное потребление воды негативно отражается|обозначается,сказывается| на всасывании питательных веществ в кишках.

 

Симптомы обезвоживания организма человека (Є.Адольф, 1952)

Дефицит воды (в % % от массы тела)

 

Признаки и симптомы

1-5

Жажда, недомогание, экономия движений, потеря аппетита, покраснения кожи, раздражимость, сонливость, повышение температуры тела.

6-10

Головокружение|умопомрачение|, одышка, ощущение|чувство| ползания “мурахів” в конечностях|концовке|, уменьшение объема крови, остановка слюноотделения, цианоз, нечеткий язык|речь|, тяжесть ходьбы.

11-20

Бред, распухание языка, затруднения глотания, глухота, послабление зрения, вялость и онемение кожи, болезненное мочеотделение|мочевыделение|, анурия.

         Потеря воды в количестве 15-20 % массы тела за температуры воздуха свыше 30 оС является смертельной, а 25 % - является смертельной и при низшей температуре.

Следующее, это так называемое гигиеническое|гигиеничное| значение воды. Оно заключается в использовании|употреблении| воды для поддержки чистоты тела, приготовления еды и мойки посуды, стирки белья|белизны|, уборки жилья|жилища| и общественных помещений, удаления нечистот через|из-за| канализационную сеть, полива улиц и зеленых насаждений. Вода способствует|содействует| улучшению условий обитания|проживания| населения. Обводнение, устраивание озер, прудов, водохранилищ, фонтанов улучшают микроклимат местности. Это особенно|в особенности| важно в южных районах, где имеет место высокая среднегодовая температура и низкая влажность воздуха.

http://www.referat.prompter.ru/gigienicheskie_trebovaniya_k_vode.htm

         Хозяйственно-техническое значение воды находится вне медицинской компетенции, но представляет для нее значительный интерес. Ни один технологический процесс не проходит без использования|употребления| воды. На изготовление 1 кг бумаги необходимо от 50 до 140 л воды, на выращивание 1 кг риса (на орошаемых землях) - 4000 л воды, на добывание 1 кг угля - от 3 до 5 л, на выплавку 1 кг стали - 20-120 л воды, на изготовление 1 кг синтетической резини - 2400 л воды и т.п. Подобных примеров|приклада| можно привести множество. Но проблема в другом. После использования|употребления| воды в технологических процессах образуется значительное количество стоковых|сточных| вод, которые содержат сами разнообразные|многообразные| вещества, часто токсичные для людей, животных и окружающей среды в целом. В основной массе эти воды повторно не используют. Преимущественно после определенной очистки и обеззараживания их выпускают в открытые водоемы. Несмотря на|не смотря на| видимую чистоту, они часто содержат разные|различные| ядовитые вещества в концентрациях, которые превышают допустимые уровни. А это может привести к|до| накоплению (кумуляции) их в организме растений, животных, людей и вызывать разные|различные| заболевания.

         Вода, которая используется населением для питья и хозяйственно-бытовых целей, повинна отвечать определенным гигиеническим|гигиеничным| требованиям|востребованию|, изложенным в Государственных санитарных правилах и нормах (Дсанпин) Украины 1996 года “Вода питьевая. Гигиенические|гигиеничные| требования|востребование| к|до| качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения”.

Согласно требований|востребования| доброкачественная питьевая вода должна:

         1. Быть безопасной в эпидемическом отношении. Вода не должна содержать патогенных микробов, вирусов и других биологических включений, опасных для здоровья потребителей.

         2. Быть пригодной|годной| за химическим составом|складом,слогом| (желательно, чтобы он был самым благоприятным с физиологичной точки зрения). Вредные вещества не должны наносить вред|ущерб| потребителю, ограничивать использование|употребление| воды в быту|обиходе|.

         3. Быть безопасной в радиационном отношении.

         4. Иметь добрые|хорошие| органолептические свойства (быть прозрачной, без цвета, не иметь никакого|какого-нибудь| привкуса или запаха).

Загрязнена патогенными микроорганизмами и вирусами питьевая вода представляет значительную опасность для здоровья людей, как источник|исток,родник| желудочно-кишечных инфекционных заболеваний.          Это так называемое эпидемиологическое значение воды и его знание чрезвычайно важно в работе медицинских работников разных|различных| уровней. Оно в значительной степени зависит от условий водоснабжения, санитарной очистки населенных мест, уровня санитарного образования населения.

Загрязненная вода может быть причиной возникновения ряда желудочно-кишечных заболеваний. В первую очередь к|до| ним относятся острые кишечные инфекции (холера, брюшной тиф, паратиф, бактериальная и амебная дизентерия, острые энтериты инфекционного характера). В США и странах|страна-участнице| Западной Европы эти заболевания еще в ХІХ ст. были настоящей|подлинной| бедой|бедствием|, проявлялись в виде ужасающих эпидемий и забирали в могилу тысячи людей. В 1996 г. наблюдалась большая|великая| вспышка холеры (Ель-Тор) в г.|м.| Манипура (Индия). Заболевший около|порядка| 1200 людей. Причиной эпидемии была речная вода, загрязненная стоковыми|сточными| водами населенного пункта, расположенного выше по течения.

         Одной из причин возникновения и распространения этих инфекций есть длительное хранение|сбережение,сохранение| жизнеспособности опасных для человека микроорганизмов в водной среде (табл.).

Выживание патогенных микроорганизмов в воде

Микроорганизмы

Выживание (в днях) в воде

 

Колодезной

Речной

Кишечная палочка

21

21-183

Возбудители брюшного тифа

71,5-107

4-183

Бактерии дезинтерии

-

12-92

Холерный вибрион

1-92

0,5-92

Лептоспиры

7-75

до 150

Возбудители тулярмии

12-60

7-32

Бруцелы

4-45

-

         Возбудители болезней передаются фекально-оральным путем. Попадая в воду из|с| опорожнения людей и с бытовыми стоковыми|сточными| водами населенных пунктов, они заражают воду. Особенно|в особенности| опасные относительно|касательно| этого стоковые|сточные| воды инфекционных больниц. Причиной заражения воды могут быть также судоходство с выбросами фекалии в водоем, загрязнение нечистотами берегов, места массового купания, стирки белья|белизны|, пропитки|просачивания| в подземных воды нечистот из|с| вигребів уборных, занос в колодце|кринице| патогенных микроорганизмов загрязненными ведрами и тому подобное.

         В настоящее время|нынче| известно около|порядка| 100 видов вирусов, которые|какие| есть в фекалиях человека. Часть из|с| них может вызывать заболевание человека через|из-за| загрязнение воды. Опасность загрязнения воды вирусами заключается в том, что вирусы долгое время (до 200 дней) могут сохраняться|храниться| в питьевой воде и воде водоемов. Кроме того, много|богато| их значительно более стойкие к|до| действию обеззараживающих агентов, чем бактерии, которые вызывают острые кишечные инфекции. Отмечено, что совсем небольшие дозы вирусов могут влечь|вызывать| заболевание у людей.

         Значительное распространение имеют водные эпидемии вирусного гепатита. Да, в Дели (Индия) мало место заболевание гепатитом А. Епідемія началась в начале декабря в 1955 г. и закончилась в конце января в 1956 г. За этот период заболевший 99300 лиц|личности|, из них 29300 лиц|личности| - желтушной|селезеночник| и 70000 - нежелтушной|селезеночник| формами этой болезни. Вспышка возникла в результате|вследствие| попадания в водогонную сеть стоковых|сточных| вод.

         Для зоонозов (болезни, которыми|какими| болеют животные и люди) также возможен водный путь заражения. Среди таких заболеваний следует назвать лептоспироз, туляремию, бруцеллез и лихорадку Ку. Лептоспиры попадают в водоем с мочой грызунов, свиней и крупного рогатого скота. Заболевание более частое возникает в результате|вследствие| использования|употребления| для питья воды из|с| открытых водоемов (рек|речки|, озер, прудов, арыков, оросительных каналов), а также во время купания или стирки белья|белизны|. Лептоспиры могут попасть в организм также через|из-за| слизевые оболочки и микроповреждения кожи.

         Кроме патогенных микробов с загрязненной водой в организм человека могут проникать цисты лямблий, яйца аскарид и волосоголовцев, личинки анкилостом, церкарии печеночной двоустки, а также микрофилярии ришты и церкарии шистосом, которые|какие| вызывают распространенные в жарких странах|страна-участнице| заболевания на дракункульоз и шистосомоз.

         Возбудители ряда|вереницы| болезней развиваются не непосредственно в воде, а в обитателях|жителе| водоемов - моллюсках (шистосомы и другие трематоды), рачках - циклопах (дракункул). Заражение людей происходит при потреблении сырой плохо очищенной воды, фруктов, зелени, овощей, помытых загрязненной водой, или в результате|вследствие| глотания воды во время купания, проникновения личинок шистосом в организм через|из-за| невредимую  кожу.

         Водные эпидемии имеют ряд характерных особенностей. Они всегда связаны|повязаны| с определенным источником|истоком,родником| (колодцем, водопровдом) и практически|практично| отсутствуют при употреблении воды из|с| других источников|истока,родника| водоснабжения. Эпидемия характеризуется резкой вспышкой инфекции, массовостью поражения населения и медленным затуханием ее в конце. Заболевание всегда подтверждается лабораторным анализом воды из|с| загрязненного источника|истока,родника|. Все это имеет особенное значение при проведении санитарно-гигиенических мероприятий по профилактике и ликвидации водных эпидемий.

         Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется показателями, которые характеризуют с достаточно высокой достоверностью отсутствие в ней опасных для здоровья потребителей (людей) бактерий, вирусов и других биологических включений.

         Качество воды оценивается по числу бактерий в 1 см3 воды, числу бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды, а также числу термостабильных кишечных палочек (фекальных колиформ) в 100 см3 воды, патогенных микроорганизмов и числу колифагов в 1 дм3 воды, которая исследуется  (табл. ).

Микробиологические показатели безопасности питьевой воды

Наименование показателей

Единицы измерения

Нормативы

1

Число бактерий в 1 см3 воды, которая исследуется (оМЧ)

Колониеобразующие единицы (микроорганизмы) /см3 КОЕ/см3

не больше 100*

2

Число бактерий группы кишечных палочек (колиформных микроорганизмов) в 1 дм3 воды, которая исследуется (индекс БГКП)

Колониеобразующие единицы (микроорганизмы) дм3

не больше 3**

3

Число термостабильных кишечных палочек (фекальных калиформ - индекс ФК) в 100 см3 воды, которая исследуется

Колониеобразующие единицы (микроорганизмы) /100 см3 КУО/100 см3

отсутствие ***

4

Число патогенных микроорганизмов в 1 дм3 воды, которая исследуется

Колониеобразующие единицы (микроорганизмы) /дм3 КУО/дм3

отсутствие ***

5

Число калифагов в 1 дм3 воды, которая исследуется

Бляшкообразующие единицы /дм3 БУО/дм3

отсутствие ***

Примечания:       * - для 95 % проб воды в водоснабжающей сети, что

 исследуется на протяжении года;

         ** - для 98 % проб воды, которая поступает в водоснабжающую 

 сеть и исследуется на протяжении года; при превышении индекса БГКП на этапе идентификации колоний, которые выросли дополнительно проводят исследование на наличие фекальных колиформ;

         *** - при выявлении|обнаружении| фекальных колиформ в 2-х последовательно

отобранных пробах воды следует начать в течение|на протяжении| 12 часов исследование воды на наличие возбудителей инфекционных  заболеваний бактериальной или вирусной этиологии (по  эпидситуации).

         Общее бактериальное обсеменение воды характеризуется числом бактерий (микробным числом). Число бактерий - это количество колоний, которые определяют при посеве 1 см3 воды на мясопептонный агар после 24 год выращивания при температуре 37 0С. В воде незагрязненных и хорошо оборудованных артезианских скважин число бактерий не превышает 10-30/см3, в воде незагрязненных шахтных колодцев - 300-400/см3, в воде сравнительно чистых открытых водоемов - 1000-1500/см3, в водогонной хорошо очищенной и обеззараженной воде - 100/см3. Одноразовые|однократные| определения числа бактерий еще не свидетельствуют о качестве воды, они должны проводиться в динамике. Внезапное повышение их количества является сигналом о загрязнении.

         При обычном исследовании воды определяют в ней наличие только тех микроорганизмов, которые|какие| являются непрямыми показателями возможного загрязнения воды патогенными микробами. С этой целью определяют не только микробное число, а также количество в воде кишечных палочек.

         Наибольшим недостатком рассмотренных ранее|раньше| химических показателей загрязнения воды, как и микробного числа, есть малая специфичность, поскольку причиной наличия их в воде есть не только обстоятельства, связанные|повязанные| с загрязнением воды нечистотами. Специфическим показателем, который|какой| указывает на фекальное загрязнение источника|истока,родника| воды, как установили отечественные ученые (Горовиц-Власова, Минкевич и др.), является определение в воде кишечной палочки, которая в настоящий момент|сейчас| широко используется в практике. При этом определяют индекс БГКП.  Чем больший индекс, тем более фекальное загрязнение воды. В чистой воде артезианских скважин он обычно возле 2, в мало загрязненных и хорошо оборудованных колодцах - возле 100.

         Ряд экспериментальных исследований показало, что когда при обеззараживании воды хлорированиям индекс БГКП уменьшался свыше 3, то в воде практически|практично| отсутствовали патогенные микробы тифо-паратифозной группы, возбудители лепроспироза, туляремии. Отмеченный показатель был положен в основу|основание| гигиенической|гигиеничной| оценки эпидемической безопасности воды.

         Стандарт отмечает, что при превышении индекса БГКП дополнительно проводится исследование воды на наличие патогенных микроорганизмов, числа коліфагів в 1 дм3 воды и определения фекальных колиформ в 100 см3 воды. Наличие в воде термостабильных кишечных палочек подтверждает фекальную природу загрязнения. Для уточнения происхождения фекального загрязнения воды можно определять еще наличие стрептококков. В фекалиях животных больше стрептококков, чем кишечных палочек. Потому|оттого|, если отношение количества кишечных палочек к|до| стрептококку превышает 4, то можно считать, что вода загрязнена фекалиями человека. Когда отмечено соотношение меньше чем 1, то считается, что это загрязнение животного происхождения.

         Считается, что если в хлорируемой воде, которая содержит свободный хлор, отсутствуют кишечные палочки, то в такой воде отсутствующие и активные патогенные вирусы. В таких случаях вирусологическое исследование воды не проводится и вода является безопасной для питья.

         По паразитологичним показателям вода не должна содержать патогенных кишечных самых простых (клеток|клетки|, цист лямблий, криптоспорий), а также в случае эпидосложнений - дизентирийных амеб, балантидий, хламидий и др. Не допускается в питьевой воде также наличие клеток|клетки|, яиц и личинок кишечных гельминтов. Эти показатели нормируются в 25 дм3 питьевой воды.

         Химический состав воды может влиять на возникновение и перебежал ряду заболеваний, вызванных  поступлением в организм человека химических элементов. Известно, что с водой в организм поступают такие микроэлементы, как фтор, йод|иод|, медь, цинк, селен, никель и др., которые имеют большое|великое| значение в обмене веществ. Они в природе распределены неравномерно. Люди могут получать их с едой и водой в недостаточной или в избыточном количестве. Такие заболевания называются эндемическими|эндемичными|, а местности - геохимическими провинциями. Как правило, они охватывают большое|великое| количество людей и характерные для отдельной местности, где в минеральном составе почвы|грунта,земли| и воды отсутствуют или присутствуют в избыточных количествах те или другие микроэлементы.

         При недостаточном количестве йода|иода| в воде и еде нарушаются|возбуждаются| нормальное развитие и функция щитовидной железы, возникает эндемическое|эндемичное| воло (зоб). Для предупреждения этой болезни в эндемических|эндемичных| по волу регионах, люди должны употреблять соль, в которую|какую| добавлен йодид калию (йодирована соль).

         Большое|великое| гигиеническое|гигиеничное| значение имеет  также наличие в воде такого микроэлементу, как фтор. Содержание|содержимое| фтора в воде в количестве от 0,7 до1 мг/дм3 содействует нормальному развитию и минерализации костей и зубов. Поступление в организм повышенного количества фтора (свыше 1,5 мг/дм3) вызывает заболевание, которое|какое| называется флюорозом и проявляется поражением эмали зубов в виде пигментирующих желтых и коричневых пятен. При содержании|содержимом| фтора в воде больше|более| 5 мг/дм3 проходит поражение не только зубов но и костно-суставного аппарата. Недостаточное количество фтора в воде (меньше|менее| 0,7 мг/дм3) приводит к|до| развитию другого заболевания зубов - кариесу (гнили зубы). С целью профилактики кариеса зубов на главных|головных| сооружениях некоторых|некоих| больших|великих| водопроводах проводят обогащение воды фтором. Фторирования воды проводят фторидом или кремнефторидом натрию.

         Одной из геохимических ендемий есть токсичный цианоз (метгемоглобинэмия). Он развивается при употреблении воды с повышенной концентрацией солей азотной кислоты - нитратов. Чаще всего токсичным цианозом болеют дети, которым|каким| молочные смеси готовят на воде, в которой|какой| содержание|содержимое| нитратов превышает 45 мг/дм3. Нитраты в пищеварительном|травном| тракте детей с помощью микрофлоры восстанавливаются до|восстанавливаются||до| нитритов. Последние, всасываясь в кровь и сообщаясь с гемоглобином, образуют метгемоглобин, не способный переносить кислород. Таким образом, снижается содержание кислорода в крови и наступает кислородное голодание. Все это проявляется цианозом слизевых оболочек глаз, губ и кожи.

         Показатели безвредности химического состава питьевой воды включают регламенты для неорганических и органических|органичных| компонентов .

         Ряд химических элементов в питьевой воде не должны превышать допустимые концентрации, иначе вода будет негативно влиять на здоровье людей (табл. ).

Токсикологические показатели безвредности химического состава питьевой воды

Наименование показателей

Единицы измерения

Норматив, не больше

Класс опасности

Неорганические компоненты

1

Алюминий

мг/дм3

0,2 (0,5)*

2

2

Барий

мг/дм3

0,1

2

3

Мышьяк

мг/дм3

0,01

2

4

Селен

мг/дм3

0,01

2

5

Свинец

мг/дм3

0,01

2

6

Никель

мг/дм3

0,1

3

7

Нитраты

мг/дм3

45,0

3

8

Фтор

мг/дм3

1,5

3

Органические|органичные| компоненты

1

Тригалометаны (ТГМ, сумма)

мг/дм3

0,1

2

 

хлороформ

мг/дм3

0,06

2

 

дибромхлорметан

мг/дм3

0,01

2

 

тетрахлоруглерод

мг/дм3

0,002

2

2

Пестициды (сумма)

мг/дм3

0,0001

**

Интегральные показатели

1

Окисляемость (КМnO4)

мг/дм3

4,0

-

2

Общий органический|органичный| углерод

мг/дм3

3,0

-

Примечания:       * - величина, отмеченная в дужках|скобке|, допускается при обработке воды реагентами, которые содержат алюминий;

         ** - перечень|перечисление| контрольных пестицидов устанавливают с учетом конкретной ситуации.

         Наличие токсичных веществ в воде главным образом связано|повязано| с загрязнением водоемов промышленными стоковыми|сточными| водами. В этих случаях ознакомления с технологией производства, санитарной обстановкой или с клинической картиной возникших заболеваний дает возможность специалисту решать вопрос о том, какими исследованиями нужно дополнить программу анализа воды.

         Радиоактивность питьевой воды зависит от наличия радиоактивных веществ естественного|природного| или антропогенного происхождения. Наименьшую активность имеют подземные воды, что залегают в осадочных породах и чаще всего используются для водоснабжения населения. Активность их растет|вырастает| с увеличением минерализации воды. Удельная активность их за природным ураном - 10-50 мкг/дм3, радием - 226 - 210-12 Кі/дм3, радоном - 222 - 510-10 Кі/дм3. Воды, что залегают в коренных породах, например, в тріщинуватих гранитах, имеют большую активность. Часто значительная активность присуща лечебным минеральным водам (активность за радием и радоном к|до| п 10-9 Кі/дм3).

         Радиоактивность воды открытых водоемов менее стойка. Она может изменяться под воздействием человеческой деятельности, путем попадания стоковых|сточных| вод или атмосферных осадков, загрязненных радиоактивными веществами.

         Более интенсивное радиоактивное загрязнение открытых водоемов может происходить в местах размещения атомных электростанций и других предприятий, которые|какие| используют радионуклиды, а также в случае ненадежного функционирования санитарно-технического оборудования для дезактивации радиоактивных отходов или при аварийных ситуаций.

Радиационная безопасность питьевой воды определяется в Бк/дм3 за предельно допустимыми уровнями суммарной активности альфа- и бета- излучателей. Общая объемная активность излучателей альфы|альфа-распада| не должна превышать 0,1 Бк/дм3, а излучателей беты|бета-радиоактивности,бетты| - 1,0 Бк/дм3.

 Органолептические свойства воды обусловлены физическими, химическими и биологическими факторами.

         Температура питьевой воды должна быть 8-12 С. Така вода приятна на вкус, освежает, хорошо удовлетворяет жажду, быстро всасывается и стимулирует секреторную и проворную|моторную| деятельность желудочно-кишечного тракта. Теплая вода пьется неохотно, всасывается медленнее, плохо удовлетворяет жажду. Принятие ее в большом количестве вызывает неприятные ощущения|чувство| и даже тошноту.

         Лучше жажду удовлетворяет прохладная или горячая воды, которая|какая| способствует|содействует| секреции слюны и быстрее всасывается, чем холодная или теплая вода. При всякой температуре лучше всего удовлетворяет жажду, усиливая|усугубляя| слюноотделение, крепкий настой чая.

         Питье воды с температурой, более низкой от 5 С, вызывает неприятные ощущения|чувство| в полости рта, в том числе зубная боль и может быть причиной переохлаждения горла и рта.

         Близкой к|до| оптимальной является температура воды подземных источников|истока,родника|, которые залегают на глубине 15-20 м от поверхности земли и годовые колебания температуры которой|какой| не превышают 2 С. Такие воды хорошо защищенные от загрязнения из|с| поверхности почвы|грунта,земли|. Значительные изменения|смена| температуры воды, например после дождя, указывают на фильтрацию поверхностных вод через|из-за| толщу подпочвенных отложений и возможность их бактериального загрязнения.

         Человек отдает преимущество прозрачной, без цвета, без неприятного запаха и привкуса питьевой воде. Вода не должна содержать водные организмы, зависшие частицы|долю,часть| или плавающие пленки, которые|какие| можно различить невооруженным глазом. Требования|востребования| к|до| органолептическим свойствам воды согласно ДСанПиН Украины приведены|наведены| в табл.

Органолептические показатели качества питьевой воды

Наименование показателей

Единицы измерения

Нормативы не больше

Класс опасности

1

Запах

ПР*

2

-

2

Муть

НОК**

0,5 (1,5)***

-

3

Цветность

град

20 (35)

-

4

Привкус

ПР*

2

-

5

Водородный показатель, рН, в диапазоне

единицы

6,5-8,6

-

6

Минерализация общая (сухой остаток)

мг/дм3

1000 (1500)

-

7

Жесткость общая

мг-екв/дм3

7 (10)

-

8

Сульфаты

мг/дм3

250 (500)

4

9

Хлориды

мг/дм3

250 (350)

4

10

Медь

мг/дм3

1,0

3

11

Марганец

мг/дм3

0,1

3

12

Железо

мг/дм3

0,3

3

13

Хлорфенолы

мг/дм3

0,0003

4

Примечания:       * - показатель разведения (до исчезновения запаха, привкуса);

         ** - нефелометрические единицы мутности;

         *** - величины, отмеченные в скопках|скобке|, допускаются с учетом конкретной ситуации.

 

         Хорошая|хорошая| вода должна быть прозрачной на вид|по внешнему виду|. Прозрачность воды определяется способностью ее пропускать видимый свет и зависит от наличия в ней суспендованих частиц|частички| минерального или органического|органичного| происхождения. Воду считают достаточно прозрачной, если через|из-за| 30-сантиметровый слой воды можно прочитать обычный печатный шрифт.

         Качество, противоположное прозрачности, называется мутью. Наличие мути воды свидетельствует о загрязнении ее стоковыми|сточными| водами или о недостатках в оборудовании колодцев|криницы|, скважин или каптажного оборудования источников|истока,родника| (каптаж - устройство в месте выхода ключевой воды с целью предотвращения заиления|заиливания| и загрязнения источника|истока,родника|). Мутные воды хуже обеззараживаются и в них создаются лучшие условия для выживания микроорганизмов. Очень мутная вода может привести к|до| раздражению слизевой оболочки желудка и кишок.

         Согласно с Дсанпином уровень мути не должен превышать 0,5, а максимально допустимый уровень - 1,5 НеК (нефелометрических единиц мути). Содержание|содержимое| зависших частиц|доли,части| в воде при этом будет не больше|более| 1,5 мг/дм3.

         Цветность поверхностных и неглубоких подземных вод предопределяется наличием в них гумінових веществ, которые|какие| вымываются из|с| почвы|грунта,земли| и предоставляют воде цвета от желтого к|до| коричневому. Кроме того, цвет воды открытого водоема может быть вызванным размножением водорослей (цветением) и загрязнением стоковыми|сточными| водами. Во время очистки|очищения| на водопроводах цветность воды естественного|природного| происхождения может быть снижена. Глубокие подземные воды бесцветные.

         При лабораторных исследованиях сравнивают интенсивность расцветки с условной шкалой стандартных растворов и результат выражают в градусах цветности. 1 цветности отвечает расцветке шкалы, которая содержит 1 мг платины в виде хлороплатинату калия в 1 дм3 воды. Цветность воды свыше 20° (35°) нежелательная.

         Привкус и запах воды зависит от многих факторов. Наличие органических веществ растительного происхождения и продуктов их распада предоставляет воде землистого, травянистого или болотного запаха и привкуса. При гниении органических веществ возникает гнилостный запах. Наличие и разложение водорослей при цветении воды предоставляют ей рыбного или огуречного запаха. Причиной запаха и привкуса воды может быть загрязнение ее бытовыми и промышленными стоковыми|сточными| водами и пестицидами.

         Приправы и запахи глубинных вод обусловлены растворенными|отворенными| у них минеральными солями и газами, например сероводородом. При обычной технологии очистки|очищения| воды, которая используется на водопроводах, привкус и запах воды улучшаются не намного.

         Характер запаха и привкуса, а также их интенсивность определяют в баллах|бале|: 1 - очень слабый, определяется лишь|только| опытным|сведущим| лаборантом; 2 - слабый, что не привлекает внимания потребителя; 3 - заметный, что вызывает у потребителя недовольство; 4 - выраженный, что делает воду неприятной; 5 - очень сильный, что делает воду вообще непригодной для использования|употребления|.

         Согласно с ДСанПиНом Украины “Вода питьевая” интенсивность запаха или привкуса воды не должны превышать 2 ЕР (единицы разведения) - к|до| исчезновению запаха. Если вода имеет необычный|непривычный| запах и привкус, то можно допустить|припустить| возможность ее техногенного загрязнения. В таких случаях выясняют происхождение загрязнителей, а затем|а потом| решают вопрос о необходимости дополнительных химических исследований, методов улучшения качества и о возможности использования|употребления| воды для питья.

         Часто привкус воды зависит от химического состава воды. В природе химический состав воды формируется при контакте воды с разными|различными| геологическими породами, с которыми|какими| она сталкивалась, и зависит от растворимости минералов.

         На качество воды влияют также разные|различные| стоки. При таянии снега, льда, выпадении дождя образуются ливневые загрязненные разными|различными| микроорганизмами, органическими|органичными|, неорганическими веществами и механическими|механичными| примесями воды. Интенсивность их загрязнения зависит от чистоты водосборных поверхностей. Больше всего загрязненные бактериями, вирусами, яйцами гельминтов, органическими веществами хозяйственно-фекальные стоковые|сточные| воды. Промышленные стоки богаты разнообразными|многообразными| неорганическими веществами, концентрация которых|каких| часто превышает санитарно допустимые величины. Кроме того в воде могут находиться вещества (реагенты), которые используются при обработке воды. Потому|оттого| по наличию и количеству химических веществ можно судить о физиологичной полноценности воды, степени и характере ее загрязнения, необходимости ее обработки и возможности использования|употребления|.

         На органолептические показатели воды влияет и минеральный состав воды.

         Степень минерализации характеризует сухой остаток. Он дает общее воображение о количестве растворенных|отворенных| в воде солей. Доброй|хорошей| для употребления считают пресную воду, общая минерализация которой|какой| не меньше|менее| 100 и не больше|более| 1000 мг/дм3. Минеральные воды (это чаще всего лечебные) содержат от 1 до 10 г/дм3 растворимых солей. Соленая (морская) вода имеет минерализацию до 50 г/дм3, а россольная - свыше 50 г/дм3. Повышение минерализации пресных вод может проходить и за счет поступления в воду посторонних химических веществ.

         Общая твердость воды преимущественно предопределяется присутствием в ней карбонатов, бикарбонатов, хлоридов, сульфатов и других соединений кальция и магния. Общая жесткость разделяется на карбонатную (устранимую) и постоянную (неустранимую).

         Карбонатная твердость обусловлена наличием в воде растворимых бикарбонатов кальция и магния, которые|какие| при кипячении воды раскладываются|разлагаются| на углекислоту и нерастворимые монокарбонаты. Последние являются причиной образования накипи на стенках паровых котлов, трубопроводов, радиаторов, самоваров, чайников и др. приборов водонагревания. Потому|оттого| в медицинской практике инструменты многоразового|многократного| использования|употребления| кипятят в дистиллированной воде.

         Постоянной твердость называют ту твердость воды, которая|какая| остается после длительного кипячения воды и предопределяется наличием в ней хлоридов, сульфатов, нитратов и фосфатов кальция и магния.

         Твердость воды оценивают в мг-екв/дм3. 1 мг-екв/дм3 жесткости отвечает 20 мг/дм3 Са++, или 12,16 мг/ дм3 Mg++. Воду до 3,5 мг-екв/дм3 жесткости называют мягкой, от 3,5 до 7 - средней жесткости, от 7 до 14 - жесткой, свыше 14 мг-екв/дм3 - очень жесткой.

         При увеличении жесткости воды ухудшается разваривание мяса, бобовых; плохо настаивается чай и портится его вкус|смак|; увеличивается расходование мыла, поскольку пена образуется лишь|только| после того, как весь кальций и магний будут связаны (10 г кальцию связывают 166 г мыла). Это создает неудобства и во время купания, мойки председателя в результате|вследствие| оседания кальциевых и магниевых солей жирных кислот волос становится|стает| твердым, кожа грубою. У лиц|личности| с чувствительной|чуткой|, тонкой кожей может наступать раздражение кожи. При пользовании|использовании| синтетическими моющими средствами (шампунями, пастами, порошками) подобные явления не бывают.

         При резком переходе от употребления мягкой воды к|до| жесткой, а особенно|в особенности| когда в воде есть сульфаты магния, который случается|попадается| в туристических или экспедиционных условиях, при изменении|смене| места обитания|проживания| могут возникать временные диспептические явления. Роль жесткой воды в появлении и развитии почечно-камяной болезни достоверно не доказана.

         В последние годы численные эпидемиологические исследования в Англии, США, Японии и других странах|страна-участнице| обнаружили|выявили,проявили| обратную зависимость между уровнем жесткости воды и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний. Механизм этого явления доныне|до сих пор| еще не выяснен.

         Некоторые|некие| авторы считают, что вода является частичным источником|истоком,родником| кальция для организма человека. Дело в том, что кальций многих пищевых продуктов усваивается лишь|только| на 30 %, тогда как кальций питьевой воды - на 90 %. Следует отметить, что овощи, сваренные в мягкой воде, теряют значительное количество кальция, а приготовленные на жесткой воде даже обогащаются кальцием за счет оседания его на поверхности овощей.

         Предельная норма твердости воды не должна превышать 7, а в отдельных случаях 10 мг-екв/дм3. При употреблении маломинерализованой воды общая жесткость ее должна быть не меньше|менее| 1,5 мг-екв/л. Вода, которая не содержит солей кальция и магния неприятная на вкус (“пустая”).

         Хлориды (хлор-ион). Незагрязнены пресные воды преимущественно содержат до 30-50 мг/дм3 хлоридов. Если их количество превышает 350-500 мг/дм3, такие воды имеют солоноватый привкус и неблагоприятно влияют на желудочную секрецию. Потому|оттого| содержание|содержимое| хлоридов в водогонной воде не должно превышать 250 мг/дм3,  в отдельных случаях - 350 мг/дм3.

         Сульфаты (сульфат-ион) в количествах свыше 500 мг/дм3 предоставляют воде горьковато солоноватого привкуса, неблагоприятно влияют на желудочную секрецию и могут вызывать диспепсические явления (особенно|в особенности| при одновременном большом|великом| содержании|содержимом| магния в воде) у лиц|личности|, которые|какие| не привыкли к воде такого состава|склада,слога|. Согласно стандарта количество сульфатов в питьевой воде не должно превышать 250 (350) мг/дм3.

         Железо в естественных|природных| водах встречается в основном в виде бикарбонатов. При контакте воды с воздухом двууглекислое железо окисляется с образованием бурых хлопьев гидрату окисла|оксида| железа, которые|какие| придают воде мутность и расцветка. При стирке белья|белизны| железо предоставляет ей желтоватого оттенка и оставляет ржавые пятна.

         Соли железа (больше|более| 0,3 мг/дм3)  и марганца (больше|более| 0,1 мг/дм3) предоставляют воде вяжущего приправу. Значительно ухудшается и вкус|смак| чая, приготовленного на такой воде. Такая вода непригодная для некоторых|некоих| процессов в пищевой промышленности предоставляет маслу, сыру и другим пищевым продуктам неприятного привкуса, в быту|обиходе| (окрашивает белье|белизну| во время стирки и тому подобное).

         Некоторые|некие| химические соединения могут изменять|менять| органолептические качества воды в концентрациях, значительно меньше, чем проявлять токсичные свойства. К|до| ним принадлежит медь, которая|какая| предоставляет воде терпкого привкуса и голубой расцветки. Стандартом на питьевую воду предусмотрено, что концентрация меди в питьевой воде не должна превышать 1,0 мг/дм3. Цинк в концентрации свыше 5 мг/дм3 предоставляет воде терпкого привкуса и опалестирующей расцветки. Аптечного привкуса и запаха воде после хлорирования предоставляют феноловые соединения в результате|вследствие| образования хлорфенолів. Допустимая концентрация последних - 0,0003 мг/дм3.

Анионные детергенти предоставляют воде специфического привкуса, образуют пену, негативно влияют на процессы обеззараживания воды. Минеральные масла, особенно|в особенности| после хлорирования, предоставляют воде своеобразного запаха. Содержание|содержимое| поверхностно активных веществ, нефтепродуктов, фенолов не повинно превышать концентраций, которые определяются стандартными методами исследований.

         Химические показатели загрязнения источника|истока,родника| воды. К|до| ним принадлежат вещества, которые|какие| содержатся в моче и фекалиях людей и животных, или продукты их распада (органические соединения, аммиак, нітрити, нитраты, хлориды и др.). Эти соединения сами по себе в тех количествах, в которых|каких| они случаются|попадаются| в пресной воде, безвредны для здоровья человека и только, указывают на загрязнение почвы|грунта,земли| и воды. Но рядом с|наряду с| ними вода может содержать и патогенные микроорганизмы.

         Об общем количестве органических веществ в воде судят по окисляемости, выраженной у мг кислорода, который тратится|расходуется| при окисает марганцовокислым калием органических веществ, которые|какие| содержатся в 1 дм3 воды. Наименьшую окисляемость имеют артезианские воды - до 2 мг/дм3. В водах верхнего водоносного горизонта, которые эксплуатируются шахтными колодцами, окисляемость несколько выше - до 3-4 мг/дм3. При увеличении цветности воды окисляемость растет|вырастает|. В воде открытых водоемов окисляемость может быть еще выше. Повышение окисляемости воды, особенно|в особенности| внезапное, сигнализирует о загрязнении источника|истока,родника| стоковыми|сточными| водами.

         Каждый из показателей может иметь другое происхождение, например, хлориды - минеральное, органические вещества - растительное. Потому|оттого| признать источник|исток,родник| воды загрязненным можно только в том случае когда: 1) в воде есть не один, а несколько химических показателей загрязнения, 2) в воде одновременно обнаружены|выявлены,проявлены| бактериальные показатели загрязнения и 3) загрязнение подтверждается санитарным обследованием источника|истока,родника| воды.

         Основной причиной появления в естественных|природных| водах NH4 (аммониевого азота), NO2 (азоту нитритов) и N2O3 (азоту нитратов) является разложением белков животного происхождения. Количество аммониевого азота резко растет|вырастает| при свежем загрязнении воды отбросами и нечистотами. Вместе с тем соединения аммиака могут образоваться в подземных водах при возобновлении|восстановлении| нитратов или от действия воды на нитрит железа. Потому|оттого| даже в глубоких подземных водах количество аммониевого азота временами|подчас,порою| может превышать 0,1 мг/дм3.

         Нитриты, будучи продуктом биохимического окисления солей аммиака, как соединения неустойчивы, оказываются|проявляются| лишь|только| при сравнительно недавнем загрязнении источника|истока,родника| воды. Количество азота нитритов, что превышает 0,002 мг/дм3, позволяет заподазривать загрязнение воды органическими|органичными| остатками животного происхождения. Образование нітритів в глубоких подземных водах возможно из|с| нитратов при восстановительных процессах.

         Как конечный|концевой| продукт окисления аммиака является нитратами и случаются|попадаются| они в естественных|природных| водах в большем количестве, чем нітрити. Интенсивность процессов нитрификации, которые|какие| происходят в почве|грунте,земле|, предопределяет иногда наличие увеличения количества нитратов в подгрунтовых|грунтовых,почвенных| водах до нескольких десятков миллиграмм в одном литре воды. В водах открытых водоемов и глубоких подземных водах нитратов немного - меньше|менее| 1 мг/дм3. Наличие нитратов в воде при отсутствии аммиака и нітритів говорит о загрязнении источника|истока,родника| воды в прошлом или о попадании в воду азотовмісних минеральных удобрений.

         Показателем загрязнения воды могут быть хлориды, которые|какие| выделяются в значительном количестве с мочой людей и животных, с кухонными помоями. Хлориды могут попадать в воду и в результате|вследствие| вымывания их из|с| почвы|грунта,земли|, богатой на соли хлору.

         Для правильной оценки происхождения хлоридов нужно учитывать характер источника|истока,родника|, местные условия, наличие хлоридов в соседних водоемах, результаты прошлых|прошедших| анализов и наличие других показателей загрязнения воды, в частности|в том числе|, аммониевого и нитритного азота.

Употребление недоброкачественной питьевой воды  может быть причиной:

· Инфекционных и паразитарных заболеваний, связанных с загрязнением водоисточников хозяйственно-фекальными сточными водами;

· Заболеваний неинфекционной природы, связанных с особенностями природного химического состава воды;

· Заболеваний неинфекционной природы, связанных с загрязнением воды химическими веществами в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового видов хозяйственной деятельности человека или поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки на водопроводных станциях.    

     Водный путь передачи характерен для многих инфекционных заболеваний, таких как острые кишечные инфекции (холера, брюшной тиф, паратифы А и В, дизентерия, энтериты, энтероколиты,), вирусные инфекции (вирусные гепатиты А и Е, аденовирусные и энтеровирусные инфекции: эпидемический аденовирусный конъюнктивит, энтеровирусный полиомиелит, ротавирусный энтерит), бактериальные зоонозные инфекции (туляремия, бруцеллез, туберкулез, лихорадка Ку, лептоспирозы), протозойные инфекции (заболевания, вызванные простейшие, характерными для жаркого климата: амебная и бактериальная дизентерия, лямблиоз, балантидиаз), глистные инвазии (гео- и биогельминтозы: аскаридоз, трихуроз, трихоцефалез, дранункулез, анкилостомоз, шистосоматоз и др.).

ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ, ИХ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

  Источники питьевого водоснабжения могут использовать подземные или поверхностные воды. В исключительных случаях для питьевых целей используются атмосферные осадки.

В качестве основного критерия при выборе источника служит его санитарная надежность, под которой понимается защищенность от микробных загрязнений. Кроме того, необходимо в каждом конкретном случае учитывать дебит источника, т.е. количество воды, которое можно ежедневно получать из источника без ущерба для него.

     Наиболее надежными считаются подземные межпластовые напорные (артезианские) воды. Они характеризуются наивысшей санитарной надежностью, стабильны по количеству и составу, в них отсутствует микробное загрязнение, что позволяет использовать их для питьевых целей без предварительной обработки. Повышенное давление воды в 3-4-м водоносных горизонтах позволяет поднимать артезианскую воду на поверхность без больших материальных затрат. При невозможности использования артезианской воды достаточно надежными являются межпластовые безнапорные воды 2-го водоносного горизонта. Грунтовые воды 1-го водоносного горизонта менее надежны в эпидемиологическом отношении, так как не защищены с поверхности и поэтому легко могут подвергаться микробному загрязнению. Если грунтовые воды не загрязнены и степень их минерализации не превышает допустимых уровней, они используются в качестве источника местного водоснабжения в сельской местности. Из-за недостаточности запасов подземных вод для водоснабжения крупных городов используются поверхностные водоисточники. Все открытые водоемы подвержены загрязнению за счет атмосферных осадков, спуска хозяйственных, фекальных и промышленных сточных вод. Широкое использование поверхностных источников в хозяйственно-питьевом водоснабжении объясняется огромными запасами воды в них, доступностью добычи воды, способностью воды к самоочищению. Для исключения эпидемиологической опасности вода этих источников нуждается в тщательной предварительной обработке.

     В санитарной практике степень органического загрязнения воды принято оценивать по уровню увеличения по сравнению с результатами предыдущих исследований для одного и того же сезона количества таких санитарно-химических показателей как соли аммония, нитриты и нитраты (т.н. "белковая триада"), образующиеся в воде в процессе минерализации азотсодержащих органических веществ, окисляемость,  растворенный кислород и хлориды.

     Аммиак является начальным продуктом разложения органических азотсодержащих веществ (в т.ч. белков). Наличие в воде аммиака чаще всего свидетельствует об эпидемической опасности воды, обусловленной свежим фекальным органическим загрязнением. Нитриты представляют собой продукты окисления аммиака под влиянием микроорганизмов B. nitrosomonas, в процессе нитрификации. Обнаружение нитритов также указывает на относительно свежее загрязнение воды органическими веществами. Нитраты – конечный продукт процесса окисления  органических азотсодержащих веществ с участием B. nitrobacter.

     Присутствие в воде нитратов без аммиака и солей азотистой кислоты указывает на завершение процесса минерализации белков. Одновременное обнаружение всех трех компонентов белковой триады в концентрациях, превышающих ПДК, говорит о постоянном органическом загрязнения воды. Однако следует отметить, что повышенное содержание нитритов и нитратов может возникнуть в воде болотистых мест и в подземных водах из-за отсутствия в них водорослей, в результате чего не происходит активного потребления ими нитратов, как в поверхностных водоемах. В питьевой воде из местных источников допускается содержание солей аммиака до 0,1 мг/л, нитритов – до 0,002 мг/л, нитратов (по азоту) – не более 10 мг//л.

     Количество растворенного кислорода в воде источников постепенно уменьшается при большом органическом загрязнении воды. В чистых открытых водоемах содержание растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/л. Окисляемость воды это количество мг кислорода, израсходованное на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Она косвенно указывает на свежее органическое, в том числе фекальное, загрязнение воды. Обычно окисляемость для воды из артезианских источников не превышает 2 мг/л, грунтовых вод – 4 мг/л, воды из открытых водоемов – 4-7 мг/л. Однако окисляемость может быть высокой и за счет присутствие в воде  остатков растительного происхождения (например, гуминовых соединений). Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это величина снижения количества растворенного в воде кислорода за определенный период времени (обычно за 5 суток – БПК5 или за 20 суток – БПК20) при выдерживании пробы воды в лабораторных условиях в герметично закрытой посуде. Вода пригодна для использования в качестве питьевой, если количество поглощаемого водой кислорода за 5 дней  (БПК5) составляет 1-2 мг/л.

     Хлориды в воде рассматриваются как показатели бытового загрязнения. Содержание хлоридов в поверхностных незагрязненных водоисточников обычно не превышает 30-50 мг/л. Увеличение хлоридов (особенно совместно с солями аммония) по сравнению с обычным для водоисточника их содержанием говорит об опасном загрязнении воды продуктами жизнедеятельности человека (фекалиями, мочой).  Повышение содержания хлористых соединений может встречаться в воде подземных источниках и открытых водоемов в районах с солончаковыми почвами, в этом случае, они не указывают на загрязнение воды.

     Все перечисленные санитарно-химические показатели необходимо оценивать в комплексе и в сочетании с показателей эпидемической безопасности воды. Наличие загрязнения воды органическими веществами животного происхождения требует проведения санитарного обследования источника водоснабжения с целью выявления и немедленного устранения источника загрязнения.

ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ИХ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Все источники воды с гигиенической точки зрения, а также по происхождению и локализации можно разделить на 3 группы: подземные, поверхностные и атмосферные.

Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. По глубине залегания и расположению по отношению к земным слоям все подземные воды делятся на верхнюю, среднюю и нижнюю зоны. Для хозяйственно-

питьевого водоснабжения чаще всего используют воды верхней зоны, глубина расположения которых достигает 1000, а иногда 2000 м.

Так, в тундре в холодном климатическом поясе верхняя зона имеет глубину от 2 до 10 м. Инфильтрация талых снеговых вод делает минерализацию подземных вод очень низкой (100-150 мг/л). В умеренном климатическом районе от границы тундр до Нижнего Поволжья глубина залегания подземных вод верхней зоны увеличивается и достигает 20-60 м. Одновременно возрастает и минерализация воды, которая колеблется в пределах от 100 до 1000 мг/л.

Еще южнее, в теплом и жарком климатических районах, продолжают увеличиваться глубина залегания подземных вод верхней зоны и их минерализация. Так, на юге Европейской части России, в Беларуси, на Украине, а также в Средней Азии нижняя граница верхней зоны достигает 300 м и более, а засоленность составляет несколько граммов на литр воды с преобладанием хлоридов и сульфатов. Таким образом, при продвижении с севера на юг прослеживаются закономерное повышение минерализации подземных вод и увеличение глубины их залегания.

Еще одна закономерность, которую следует отметить при характеристике самоочищения подземных вод, - это увеличение загрязнения воды микроорганизмами, органическими веществами и токсичными примесями по мере уменьшения глубины ее залегания. Данное обстоятельство обусловлено большим загрязнением поверхностных стоков и верхних слоев почвы. При проникновении поверхностных вод через слой почвы происходят их постепенная фильтрация, адсорбция микроорганизмов и органических веществ на почвенных структурах, а затем окисление органических остатков с участием аэробных микроорганизмов.

На заключительном этапе минерализации происходит биохимическое окисление органических азотистых соединений до солей аммония и далее с участием аэробных бактерий рода B. nitrosomonas и B. nitrobacter соответственно до нитритов и нитратов. Этот процесс носит название нитрификации. Эффективность самоочищения воды в почве зависит от вида, структуры и толщины почвы, ее инсоляции, аэрирования, температуры и ряда других физико-химических и микробиологических характеристик. Ученые показали, что на полях фильтрации слой почвы 4 м задерживает до 90% микроорганизмов, а на глубине 6 м от поверхности неповрежденного грунта микроорганизмы в воде отсутствуют. Длительность фильтрации через такой слой почвы достигает 100 сут.

Качество подземных природных вод в значительной степени определяется строением земной коры. Верхний слой представлен почвой, содержащей большое количество микроорганизмов и перегнивающих органических веществ животного и растительного происхождения, т.е. гумусом.

По мере углубления в грунте возрастает количество песчаных, каменистых и глинистых структур, уменьшается содержание органических веществ. Этот слой водопроницаем, но под ним расположен первый водоупорный пласт, состоящий из глины, гранита или других водонепроницаемых образований. Под первым водоупорным слоем чередуются водоносные горизонты, где носителями воды служат песок, трещиноватые породы, разделенные водоупорными слоями. Подземные воды каждого водоносного горизонта имеют свои особенности.

Наиболее близко к поверхности земли находятся почвенные воды. Они формируются из поверхностных стоков и отражают органический и минеральный состав верхнего почвенного слоя. Так, торфянистые и болотистые почвы насыщают воду органическими веществами растительного происхождения, а из черноземных и особенно солончаковых почв в воду вымывается много минеральных веществ. Почвенная влага содержит множество микроорганизмов, в том числе патогенных.

Почвенные воды могут находиться в различном агрегатном состоянии, они представлены гигроскопической, пленочной, капиллярной и свободной формами. Почвенные воды неприемлемы в качестве источника водоснабжения в связи с высоким микробным, органическим и минеральным загрязнением, но играют важнейшую роль в поддержании влажности почвы, нормальном функционировании почвенных биоценозов. Эти воды используются растительными и животными организмами.

Почвенные воды, находящиеся в свободном состоянии, под действием гравитационных сил проникают до первого водоупорного слоя. Происходит их фильтрация, и формируются грунтовые воды, лежащие на первом водонепроницаемом пласте земной коры. Одновременно происходит горизонтальное перемещение грунтовых вод в соответствии с уклоном водоупорного слоя, что дополнительно способствует самоочищению воды.

Грунтовым водам свойственна высокая минерализация, отражающая химический состав местного грунта. Они практически не содержат микроорганизмов, имеют низкую температуру и приятный вкус. В некоторых случаях при малой толщине слоя грунта, а также

при его механическом нарушении достаточного самоочищения грунтовых вод не происходит, и такая вода не пригодна для питья. Однако в большинстве случаев именно грунтовые воды служат источниками водоснабжения в сельской местности и при правильном оборудовании шахтных колодцев вполне отвечают санитарным требованиям.

В почвенном слое над первым водоносным горизонтом могут находиться элементы водоупорного слоя в виде линз. Они имеют разные размеры, иногда довольно крупные. На них скапливаются свободные гравитационные воды. Это разновидность грунтовых вод - верховодка. Однако из-за недостаточной толщины фильтрующего грунтового слоя эти воды, как правило, сильно загрязнены органическими веществами. Микробиологические, органические и органолептические характеристики не позволяют использовать эти воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Наиболее стабильны и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые воды, располагающиеся между водонепроницаемыми пластами ниже первого водоупорного слоя. Толщина водоносных горизонтов межпластовых вод может составлять несколько десятков метров. Носителями воды в водоносном горизонте служат песок, трещиноватые породы (известняк и др.), гравий. В некоторых случаях водоносные горизонты представлены пустотами, заполненными водой, т.е. они имеют вид подземных озер и рек. Этим объясняется осадка грунта при неумеренном откачивании межпластовых вод. Водоупорные слои могут распространяться на десятки и даже сотни километров, поэтому воды водоносных горизонтов формируются и проходят самоочищение, преодолевая огромные пространства. Межпластовым водам свойственны малое аэрирование и слабое развитие биологических процессов и форм жизни, стабильный химический состав и при этом более высокая минерализация, чем у грунтовых вод, содержание необходимых для человека макро- и микроэлементов (кальций, магний, йод, фтор), низкая стабильная температура, хорошие органолептические свойства. Межпластовые воды обычно доброкачественные и могут употребляться для питья без дополнительной обработки.

Особое место среди межпластовых вод занимают артезианские воды, которые, обладая всеми благоприятными свойствами подземных вод, находятся под повышенным давлением. Образование напорных вод объясняется особенностями географических и геологических структур на обширных территориях (возвышенности,

впадины, уклоны водоупорного слоя), обеспечивающих гидростатический напор воды, что при бурении скважин проявляется фонтанированием. Свойства артезианских вод в бактериальном смысле надежны и благоприятны, что обусловлено повышенным давлением и соответственно отсутствием возможности подсоса воды из загрязненных водоносных горизонтов.

Гидрогеологическое строение грунта в горной и холмистой местности, а также при наличии оврагов, балок и русел ручьев и рек имеет особенности. В указанных случаях возможно естественное нарушение водоупорных слоев и истечение подземных (грунтовых и межпластовых) вод в виде родников и ключей. Вода таких источников, как правило, доброкачественная, но необходимо правильное санитарно-техническое оборудование (каптирование) родников, исключающее биогенное загрязнение воды.

Средний пояс подземных вод расположен на глубине нескольких сотен, а иногда и тысяч метров. В этом бассейне присутствуют солоноватые и соленые гидрокарбонатные, сульфатно-хлоридные, сероводородные, железистые, кальциево-магниевые и другие минеральные воды. В отдельных регионах эти воды могут быть термальными, т.е. иметь температуру, доходящую до 100 °С, и находиться в паровоздушном состоянии. Эти воды имеют минимальный контакт с вышележащими водоносными горизонтами и окружающей средой, находятся в замкнутом пространстве и используются в основном с бальнеологическими целями.

В отдельных специальных случаях геотермальные воды применяют в качестве теплоносителя для отопления жилых зданий, тепличных хозяйств, а также при получении электроэнергии. Так, в нашей стране в Махачкале геотермальные воды используются для горячего водоснабжения жилых домов. Подобное применение геотермальные воды нашли и в других странах, например в Исландии. На Камчатке в 1966 г. пущена Пужетская геотермальная электростанция мощностью 5 МВт.

Нижняя зона подземных вод залегает на глубине нескольких километров. Эти воды полностью изолированы от окружающей среды и имеют стабильный химический состав, который может меняться лишь на протяжении геологических отрезков времени. Эти высокоминерализованные воды содержат большое количество хлоридов, натрия, кальция, йода, брома, сероводорода, редких элементов. Контакт человека с этими водами происходит при бурении глубинных нефтяных скважин, когда воды поднимаются на поверхность как сопутствующий продукт. Воды нижнего пояса используются в качестве сырья для добычи присутствующих в них минеральных веществ.

К поверхностным источникам относятся воды рек, озер, искусственных водохранилищ, ручьев, болот, а также морей и океанов. Каждый из этих водоисточников имеет свои особенности. Они различаются содержанием микроорганизмов, органических и минеральных веществ, способностью к самоочищению, обновлению водных ресурсов, физическими свойствами воды. Все поверхностные воды можно разделить на пресные и соленые.

Наиболее часто для водоснабжения используются реки. Речные воды обладают наибольшими способностями к самоочищению, возобновлению стока, высоким дебитом, стабильностью естественного минерального состава. Вместе с тем они наиболее загрязняются антропогенными примесями, так как реки чаще всего используются для сброса хозяйственно-фекальных и техногенных сточных вод, обильно загрязняются сельскохозяйственными стоками. В больших количествах в них поступают паводковые и ливневые воды. Еще одним недостатком рек как источников водоснабжения, особенно в аридных зонах, является уменьшение количества воды и даже пересыхание в жаркий период года.

К более стабильным источникам водоснабжения относятся искусственно создаваемые водохранилища на крупных и средних реках, имеющие большой дебит. Однако с резким замедлением движения воды в искусственных водоемах снижается водообмен, что способствует накоплению и осаждению органических веществ, развитию анаэробной микрофлоры, цветению воды, образованию донных отложений, ила.

Подобными недостатками обладают и естественные озера, вода которых еще больше подвержена нарушению естественных биоценозов, накоплению органических веществ и гнилостных микроорганизмов, развитию бентоса, особенно при массивном заборе питьевой воды и сбросе сточных вод. Поверхностные и подземные источники, питающие озера, не справляются с поддержанием дебита. Это приводит к обмелению озер, что, в свою очередь, в южных регионах влечет за собой засоление, а в северных - заболоченность.

 

Высокое загрязнение поверхностных источников микроорганизмами и органическими веществами позволяет использовать воду из них для хозяйственно-питьевых целей лишь после соответствующей обработки. Очистка воды осуществляется в несколько этапов. Сначала производится механическая фильтрация, затем освобождение от взвешенных веществ методом коагуляции (осветление) и в

заключение воду обеззараживают хлорированием, озонированием и другими методами. После контроля за соответствием качества санитарным требованиям вода подается потребителю.

Как указывалось, перспективным и практически неограниченным источником воды остаются моря и океаны. Однако морская вода в натуральном виде неприемлема для питья в связи с высокой засоленностью. Наибольшая соленость вод отмечается в тропических широтах Мирового океана, где она достигает 35-37 г/л. Меньше минерализованы воды морей и озер, не имеющих контакта с Мировым океаном или соединяющихся с ним узкими проливами и подпитываемых мощными речными стоками.

Так, например, в заливах Балтийского моря минерализация воды равна 10-20 г/л, в Каспийском - около 30 мг/л, а в Черном - 17-18 мг/л. Основную массу растворенных веществ составляют хлориды и сульфаты кальция, калия и натрия. Кроме солей в морской воде содержится ряд микроэлементов: йод, фтор, бром, железо, марганец, медь, ванадий, молибден, никель, серебро и другие. Моря, как и другие поверхностные водоемы, имеют высокий уровень микробного и органического загрязнения, особенно в прибрежной зоне.

Наряду с обеззараживанием морскую воду необходимо подвергать опреснению. Использование опресненной морской воды для хозяйственно-питьевых целей перспективно в первую очередь в южных аридных районах. В настоящее время на территории бывшего СССР эксплуатируется более 200 промышленных опреснительных установок, в основном дистилляционных и электродиализных. Имеется более чем тридцатилетний опыт использования для хозяйственно-питьевых целей опресненной методом дистилляции морской воды в г. Актау (бывший г. Шевченко) на полуострове Мангышлак в Казахстане на берегу Каспийского моря. Здесь был построен завод по опреснению морской воды на базе атомной электростанции, который производит 120 тыс. м3 пресной воды в сутки. Дистиллят смешивается с высокоминерализованной артезианской водой, благодаря чему получаемая вода по основным параметрам соответствует питьевой.

 

Обследование населения города общей численностью более 110 тыс. человек показало, что в основном функции организма не имели заметных отклонений от физиологических параметров. Вместе с тем А.И. Эльпинер, А.И. Бокина, Ю.А. Рахманин в отдельных случаях выявляли гипацидные состояния желудка и напряжение регуляции водно-электролитного обмена. Минерализация опресненной

морской воды не должна быть ниже 100 мг/л. Недостатком метода дистилляции является возможность возгонки и поступления в дистиллят некоторых органических соединений.

Второй метод опреснения - электродиализ через мембранные фильтры. По данным исследователей, его эффективность во многом зависит от типа и качества применяемых установок и мембран. Этот метод требует доочистки и обеззараживания воды. Существенным недостатком электродиализа является значительное повышение содержания бора и брома в опресненной воде при одновременном снижении на 30-40% содержания таких физиологически активных микроэлементов, как фтор и йод.

Опреснение методами ионного обмена, обратного осмоса и вымораживания находится пока на стадии опытных разработок и не нашло широкого применения на практике.

Для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения могут использоваться и атмосферные осадки в виде дождя и снега. Чаще такое применение осадки находят в засушливых южных районах, в арктической зоне, а также в экстремальных ситуациях. Дождевые и снеговые воды мягкие, маломинерализованные. Однако высокий уровень загрязнения атмосферы в современных условиях, особенно в развитых промышленных регионах, позволяет сделать вывод о большом загрязнении осадков растворимыми токсичными веществами, твердыми аэрозолями и микроорганизмами.

Установлено, что 1 л дождевой воды омывает 325 тыс. дм3 атмосферного воздуха. Выпадающие осадки содержат ионы серной и азотной кислот, углекислоту, канцерогенные и радиоактивные примеси. Известны случаи кислотных дождей не только в США, странах Западной Европы, но и в считающихся экологически чистыми Норвегии и Швеции. Закисление воды в водоемах Норвегии привело к гибели форели в 500 озерах. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС радиоактивные осадки регистрировались на Украине, в Беларуси, России, странах Западной Европы. Подсчитано, что в дождливые дни на поверхность Земли выпадает радиоактивных веществ в 9 раз больше, чем в сухую погоду. Таким образом, воду атмосферных осадков нельзя считать чистой. Ее следует подвергать специальной обработке.

Источники загрязнения, санитарное состояние и охрана водоемов. Для снабжения питьевой водой используются как подземные, так и поверхностные источники. Безусловно, вода подземных, особенно межпластовых, источников чище, чем поверхностных. Подземные источники более стабильны, надежны и безопасны по микробиологическим, органолептическим и токсикологическим показателям. Однако количество подземных вод ограниченно. Их непомерное откачивание может привести к тяжелым гидрогеологическим и экологическим последствиям. В связи с этим во многих странах мира широко используются поверхностные воды.

Так, в нашей стране из поверхностных источников осуществляется водоснабжение 38% городов, а в США более чем для половины населения источниками водоснабжения служат поверхностные водоемы. К сожалению, при современном росте городов, развитии промышленности, сельского хозяйства и транспорта одновременно увеличивается количество отходов, загрязняющих окружающую среду, в том числе и водоемы. Наиболее сильно при этом страдают поверхностные источники. При неправильном отношении к целостности грунта и водоупорных земных пород без учета геологического строения земной коры возможно загрязнение и подземных источников. Первой задачей охраны водоемов является выяснение причин и источников их загрязнения.

Природные воды загрязняют в первую очередь бытовые хозяйственно-фекальные сточные воды. Они образуются в результате гигиенических процедур и хозяйственной деятельности человека, в них 60% всех загрязнений составляют органические вещества. Кроме того, хозяйственно-фекальные сточные воды содержат огромное количество (до нескольких миллионов в 1 мл) как непатогенных, так и патогенных микроорганизмов и жизнеспособных яиц гельминтов. В эпидемиологическом отношении весьма опасны сточные воды инфекционных больниц, которые часто не подвергаются специальной обработке перед сбросом в общую канализацию.

Естественно, что хозяйственно-фекальные воды перед спуском в водоем должны проходить полную биологическую очистку, в основе которой лежат процессы аэробного биохимического окисления и обеззараживания. Одновременно в бытовых сточных водах, особенно в последние годы, содержится большое количество поверхностноактивных веществ, прежде всего синтетических моющих средств, которые не устраняет механическая и биологическая очистка. Они очень стойкие и долго не распадаются в природных водоемах.

Сброс неочищенных хозяйственно-фекальных сточных вод во всех странах мира создает напряженную эпидемиологическую ситуацию. Так, в бывшем СССР в конце 1980-х гг. в водоемы спускалось ежегодно 170 км3 сточных вод, в том числе 20,6 км3 неочищенных, из которых 9,2 км3 составляли хозяйственно-фекальные стоки.

ВОЗ сообщает о постоянном загрязнении важнейших водоемов Европы, США и других регионов разнообразными веществами, в том числе и бытовыми отходами, причем не только в промышленно развитых, но и в развивающихся странах. Среди причин этого явления следует отметить, с одной стороны, быстрый рост городов и развитие промышленности, а с другой - пренебрежение вопросами очистки сточных вод и охраны водоемов. В некоторых странах третьего мира санитарные требования к сточным водам очень низки или вовсе отсутствуют. Даже в таких крупных городах Бразилии, как Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу, не проводится достаточная очистка хозяйственно-фекальных сточных вод.

Вторым источником загрязнения водоемов являются промышленные стоки. Они оказывают выраженное негативное влияние на состояние природных вод и играют ведущую роль в ухудшении состояния водоемов. Это подтверждается множеством примеров мировой санитарной практики.

Так, в реки Великобритании со сточными водами ежегодно сбрасывается 40-50 млн т загрязняющих веществ, прежде всего промышленного происхождения. В результате этого процесса вода малых и средних рек к устьям приближается по качеству к разбавленным сточным водам.

В Японии с промышленными стоками в водоемы поступают в больших количествах токсичные соединения ртути, меди, цинка, кадмия, что приводит к заболеваниям людей, потребляющих эту воду.

В Финляндии 90% всех органических соединений поступает в окружающую среду со сточными водами лесохимической промышленности, водоисточники загрязняют также стоки кожевенной, текстильной и химической промышленности.

Происходит выраженное загрязнение водоемов промышленными сточными водами вблизи крупных городов США. Как подсчитали ученые, ежеминутно со сточными водами в реки США сбрасывается около 1 т загрязнений. При этом в реки, снабжающие водой такие крупные города, как Лос-Анджелес, Санта-Ана, Сан-Диего, сточных вод сбрасывают в десятки раз больше, чем сток этих рек.

Промышленные сточные воды формируются в результате использования воды для технологических целей, поэтому их состав полностью определяется конкретным производственным процессом. Существует более 140 видов технологических процессов, каждый

из которых определяет специфический состав сточных вод. В промышленных стоках присутствуют самые разнообразные токсичные вещества: фенолы, цианиды, соединения мышьяка, меди, свинца, ртути, кадмия, полициклические углеводороды, пестициды, технические масла, а также радионуклиды, создающие угрозу отравления водных организмов, людей и домашних животных. Наиболее стабильные радионуклиды и химические вещества, например пестициды, соединения тяжелых металлов, могут распространяться по биологическим цепочкам (вода - моллюски - рыбы - человек; вода - растения - животные - человек), кумулировать и достигать высоких концентраций в продуктах питания.

Опасность сброса неочищенных промышленных сточных вод усугубляется также тем, что, помимо токсического действия, присутствующие в них вещества могут давать отдаленные эффекты - канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотоксические и эмбриотропные.

В сточных водах мясокомбинатов, кожевенных заводов, сахарных и других предприятий пищевой промышленности содержится много органических веществ животного и растительного происхождения и микроорганизмов. Высокую опасность в этом отношении представляют сточные воды предприятий микробиологической промышленности и инфекционных больниц. В загрязненных водоемах возможны интенсивное развитие фитопланктона, ухудшение органолептических свойств воды, снижение содержания кислорода, окислительной способности и, как следствие, нарушение естественных биоценозов и загнивание воды.

С точки зрения избыточного развития фитопланктона неблагоприятно поступление в водоемы так называемых термальных вод электростанций, в том числе атомных. Поступление таких стоков способствует бурному развитию микроорганизмов, цветению и загниванию воды водоемов даже в тех климатических районах, где обычно этих явлений не наблюдается.

Еще одним важным источников загрязнения природных вод служит воздушная среда, особенно в промышленно развитых странах и крупных городах. Так, кислотные дожди представляют угрозу для водоемов 22 штатов США, расположенных восточнее реки Миссисипи. В штате Нью-Йорк значительное число озер и прудов непригодны для разведения рыбы из-за высокой кислотности воды, вызванной осадками. Из 850 озер 212 имели критический уровень рН, а 381 приближалось к этому уровню. Отмечаются случаи и кислотного снега, таяние которого еще больше нарушает экологию водоемов, так как он меньше поглощается почвой.

Загрязнение водоемов техногенными осадками стало международной проблемой в связи с тем, что токсичные и радиоактивные вещества распространяются в верхних слоях атмосферы со скоростью более 100 км/ч и за короткое время преодолевают тысячи километров. Есть наблюдения, что после испытания в атмосфере ядерной бомбы Китайской Народной Республикой в октябре 1980 г. радионуклиды в реках ФРГ были обнаружены уже в декабре того же года, а максимум загрязнения водоемов пришелся на 1981 г. Известны случаи, когда радиоактивные осадки выпадали в Крыму и Ленинграде после испытания ядерного оружия в Неваде и Сахаре.

Загрязнение крупных рек и других водоисточников, а также прибрежных вод морей и океанов в значительной мере определяется судоходством. В водоемы поступают хозяйственно-фекальные сточные воды, как правило, неочищенные, с судов, не оборудованных биотуалетами, а также горюче-смазочные материалы. Исследования показывают, что угрожающим становится загрязнение Балтийского, Черного и Средиземного морей. Опасение вызывает высокий уровень загрязнения в результате судоходства прибрежных вод таких всемирно известных курортов, как Паланга, Сочи и др. Еще больше загрязняются воды в акватории портовых городов.

Высокую опасность в отношении загрязнения воды водоемов, равно как и других сред биосферы, создают аварийные ситуации на предприятиях промышленности, энергетики и на водном транспорте, когда практически одномоментно в водоемы поступает огромное количество химических или радиоактивных веществ. В последние десятилетия были многочисленные аварии на танкерах с выбросом в моря и океаны десятков и даже сотен тысяч тонн горюче-смазочных материалов и нефти-сырца, которые надолго нарушают экологический баланс, вызывают гибель флоры и фауны водных объектов, значительно ухудшают условия жизни населения, особенно в курортных зонах, и, конечно, наносят значительный экономический ущерб. Примером аварийного загрязнения водоемов является также поступление радиоактивных веществ в реку Припять, а затем в Днепр и в Черное море после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Большое количество взвешенных органических веществ, минеральных примесей и горюче-смазочных материалов поступает в водоемы с ливневыми стоками и особенно с водами ливневой кана-

лизации в крупных городах в весенний паводковый период. Воды ливневой канализации, как правило, не подвергаются биологической очистке и обеззараживанию.

Сточные воды сельскохозяйственного производства можно разделить на два основных вида. К первому относятся стоки с полей, содержащие химические вещества в виде минеральных удобрений и ядохимикатов, а также органические соединения, микроорганизмы и гельминты, источником которых являются продукты гниения навоза. Указанные компоненты могут не только смываться в открытые водоемы при обильных осадках, но и проникать в грунтовые воды при их запахивании в почву.

Второй вид загрязнений сельскохозяйственного происхождения - жидкие отходы животноводства и птицеводства. В них много органических веществ и микроорганизмов, в том числе условно-патогенных и патогенных. В странах с развитым животноводством общее количество таких сточных вод довольно велико. По сведениям ВОЗ, их объем в США превышает количество хозяйственно-фекальных сточных вод, связанных с жизнедеятельностью населения, в 5-10 раз. Необходим полный комплекс механической обработки, биологической очистки и обеззараживания этих стоков.

Нередко источниками загрязнения поверхностных водоемов и подземных грунтовых вод становятся свалки бытового и промышленного мусора, особенно несанкционированные, которые появляются стихийно и располагаются без учета особенностей подстилающей земной поверхности. Рыхлость грунта и высокое стояние грунтовых вод способствуют загрязнению первого водоносного горизонта.

По официальным данным, в США функционируют около 5000 специально оборудованных усовершенствованных свалок-полигонов и более 30 тыс. несанкционированных свалок. На одной из свалок в штате Теннесси в 1980-е годы утилизировались промышленные отходы, содержащие пестициды и другие высокоопасные вещества, причем гепатотоксические соединения проникали в грунтовые воды. Содержание четыреххлористого углерода в них достигало 18,7 мг/л, что послужило причиной нарушения функции печени у местного населения, использовавшего для питья воду из грунтовых колодцев.

Еще одним возможным путем загрязнения подземных источников является сброс сточных вод в глубокие подземные горизонты через поглощающие колодцы и скважины. Некоторые исследователи из Агентства охраны окружающей среды США (Hill P.D., 1983) считают этот метод утилизации промышленных отходов надежным и пер-

спективным. С начала 1950-х годов он находит все более широкое применение во многих странах.

В настоящее время в США функционируют 250 скважин, в которые сбрасывают отходы, содержащие около 150 различных токсичных соединений. Этим способом утилизируется 11% всех вредных отходов в стране.

В России этот метод используется с 1956 г., когда впервые на нефтепромыслах Башкирии началась закачка сточных вод в глубокие поглощающие горизонты. В настоящее время в скважины глубиной до 3700 м во многих регионах, в том числе на Крайнем Севере, закачиваются промышленные стоки, содержащие щелочи, кислоты, хроматы, нитраты, сульфаты, фосфаты, а также радиоактивные вещества. Однако отечественные ученые считают этот метод вынужденным, не решающим принципиальных задач обезвреживания токсичных отходов, угрожающим безопасности природных вод и здоровью населения. Недостаточная изученность данного способа чревата необратимым загрязнением высококачественных вод обширных водоносных горизонтов.

Таким образом, в современных условиях идет массированное загрязнение как поверхностных, так и подземных вод от различных источников. В нашей стране наибольшее количество сточных вод (около 56% всех стоков) образуется в угольной промышленности. Значительный вклад вносят жилищно-коммунальное хозяйство (12%), химическая, газовая и нефтехимическая промышленность (8%). В сельском хозяйстве около 29% сточных вод сбрасывается в водоемы без очистки, в жилищно-коммунальном секторе - 16%, в химической, газовой и нефтехимической промышленности - 15%, в угольной промышленности этот показатель достигает 12%.

Интенсивность и уровень современного загрязнения природных вод требуют охраны водных источников, прежде всего законодательными и административными мерами. Это разработка гигиенических нормативов токсичных веществ и строгий контроль за соблюдением их ПДК в воде водоемов, осуществляемый органами Госсанэпиднадзора. В соответствии с современными требованиями проводится контроль содержания более 1000 токсичных агентов - солей тяжелых металлов, полициклических углеводородов, пестицидов и др. Санитарное законодательство одновременно контролирует бактериальный состав и физические свойства воды.

Многие ученые-гигиенисты считают обоснованными нормирование и контроль загрязнений не только в воде водоемов, но и в сточ-

ных водах. Однако эти предложения в санитарные законодательства пока не вошли.

Наряду с законодательными и административными мерами необходимы строгие требования к обработке и сбросу в водоемы городских хозяйственно-фекальных сточных вод. Бытовые стоки должны проходить полную обработку - механическую фильтрацию, биологическую очистку и при необходимости обеззараживание препаратами, выделяющими свободный хлор, в первую очередь хлорной известью. Кроме того, при сбросе в водоемы обработанных стоков следует учитывать сезонный дебит водоема и его способность к самоочищению. В отдельных случаях практикуется аккумулирование наиболее загрязненных сточных вод в накопителях и опорожнение их во время паводка для максимального разбавления.

Особый подход требуется к охране водоемов от промышленных сточных вод. Строительную площадку для промышленного объекта нужно выбирать так, чтобы грунт мог защитить подземные воды от загрязнения. На территории предприятия должны быть возведены очистные сооружения, без ввода которых в эксплуатацию объект не может быть принят органами Госсанэпиднадзора.

Решающим условием экологической безопасности промышленного предприятия является его технологическое совершенство. Процесс производства должен быть современным, эффективным и при этом обеспечивать снижение потерь сырья и уменьшение загрязнения сточных вод или их полную ликвидацию.

В этом направлении приоритет отдается безотходным технологиям и оборотному водоснабжению. Повторное использование слабо загрязненных или достаточно очищенных сточных вод широко применяется в металлургической, угледобывающей промышленности и других отраслях производства.

Как бы ни складывалась последующая судьба промышленных сточных вод, решающая роль в предотвращении загрязнения окружающей среды принадлежит их химической очистке. Сложность обработки этого вида сточных вод объясняется особенностями технологических процессов и содержащихся в них химических агентов, а следовательно, специфичностью способов очистки в каждом конкретном случае.

Можно выделить наиболее часто встречающиеся принципы химической очистки промышленных стоков: нейтрализацию, сорбцию, экстракцию, восстановление, окисление, диазотирование, ионообменные процессы и др. В последние годы разработаны и внедряются

методы электрохимического окисления и восстановления, а также эффективные методы электрокоагуляции и электрофлотации для разрушения эмульсий, содержащих жиры. В некоторых случаях для обезвреживания особо токсичных веществ (цианиды, акрилонитрил и некоторые другие) в качестве сильного окислителя используется озон, обладающий также способностью обесцвечивать сточные воды. Тем не менее до настоящего времени наиболее распространены биологическая очистка и хлорирование, которые можно осуществлять после сброса предварительно обработанных промышленных сточных вод в городскую канализацию в общей массе хозяйственно-бытовых стоков. Однако хлорирование насыщенных химическими веществами сточных вод имеет существенный недостаток. В воде могут образовываться новые, более токсичные органические соединения, например хлорфенолы, придающие воде неприятный и стойкий «больничный» запах.

В заключение следует отметить, что некоторые ученые рекомендуют использовать высокоочищенные сточные воды в сельском хозяйстве для полива растений, а очищенные хозяйственно-бытовые стоки в промышленности - в качестве технической воды. После научной проработки этот метод использования сточных вод может стать весьма перспективным.

Основные принципы выбора источника хозяйственно-питьевого водоснабжения. Выбрать источник водоснабжения населенного пункта непросто. В каждом конкретном случае нужно учитывать в первую очередь санитарную надежность потенциального источника. Приоритет принадлежит межпластовым артезианским водам с наиболее высокими и стабильными санитарными показателями. Глубокое залегание водоносных горизонтов и повышенное давление практически гарантируют эпидемическую безопасность артезианских источников.

При отсутствии артезианских вод вторыми по санитарной надежности являются межпластовые безнапорные воды. Их микробиологическая характеристика и природный химический состав близки к показателям артезианских вод, но опасность может возникнуть при интенсивном откачивании воды и подсосе загрязнений из других водоносных горизонтов, особенно если в водоупорных слоях есть включения трещиноватых пород.

Третьими по санитарной надежности считаются грунтовые воды первого водоносного горизонта. Однако ввиду отсутствия верхнего водонепроницаемого слоя воды этих источников могут значительно

уступать по качеству межпластовым, из-за чего их чаще используют для децентрализованного водоснабжения небольших, преимущественно сельских, населенных пунктов.

Наконец, при невозможности использования для хозяйственнопитьевых целей подземных вод следует ориентироваться на поверхностные источники - реки, водохранилища, каналы, озера. Их вода во всех случаях требует специальной обработки, в первую очередь обеззараживания. Однако у поверхностных источников есть и неоспоримое преимущество по сравнению с подземными - несравнимо более высокий дебит. Так, если в среднем грунтовый колодец может обеспечить 1,5-6,5 м3/сут, артезианская скважина - 3-5 л/с, то дебит крупных рек составляет сотни и тысячи кубических метров воды в секунду. Даже малые реки в самый сухой летний период - межень могут обеспечить воды 3-5 м3/с, т.е. их дебит в несколько тысяч раз превышает дебит артезианских источников. В настоящее время большинство крупных городов России, в том числе Москва, СанктПетербург, Тверь, Ярославль, Нижний Новгород, Самара, Астрахань, Ростов-на-Дону, Омск, Новосибирск, получают питьевую воду в основном из поверхностных источников.

Важнейшим общим требованием к любому источнику централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения является принципиальная возможность доведения показателей воды с помощью стандартных схем и методов обработки, используемых на очистных сооружениях, до критериев, предъявляемых к питьевой воде. В соответствии с ГОСТ 27.61-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора» все подземные и поверхностные источники по степени загрязнения делятся на 3 класса.

При организации водоснабжения населения немаловажно, где брать воду из водоисточника. Если для подземных источников это определяется гидрогеологической характеристикой местности и санитарно-экономическими возможностями, то для открытых источников место водозабора для хозяйственно-питьевых целей должно отвечать ряду жестких санитарных требований. В месте водозабора не должно быть опасных загрязнителей. Наряду с достаточным количеством забираемой воды важно обеспечить сохранность и защиту водозаборных сооружений. Важно, чтобы водозабор по течению был выше городских стоков, активно загрязняющих воду, а также выше притоков реки и оврагов, по которым в реку могут поступать загрязненные стоки. Водозабор следует осуществлять со значительной глубины, что предотвращает поступление в систему очистки цветущей воды.

Безопасность водозабора обеспечивается комплексом административных и санитарно-гигиенических мероприятий, в первую очередь зонированием территории водозабора. Санитарное зонирование территории источников водоснабжения регламентируется СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».

Зоны санитарной охраны (ЗСО) организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадь всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение - защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

Санитарные мероприятия должны выполняться в пределах первого пояса ЗСО органами коммунального хозяйства или другими владельцами водопроводов; в пределах второго и третьего поясов ЗСО - владельцами объектов, оказывающих отрицательное влияние на качество воды источников водоснабжения.

 

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ

 

Система хозяйственно-питьевого водоснабжения может быть централизованной и нецентрализованной (местной). Наиболее благоприятна для крупных и средних населенных мест централизованная система водоснабжения, которая предполагает доставку воды по трубопроводам каждому потребителю. Однако значительное число сельских населенных пунктов России использует местное водоснабжение, при котором вода из подземных источников забирается потребителем непосредственно в месте ее добычи без разводящей сети.

Гигиеническая характеристика централизованного водоснабжения из подземных источников. Централизованное водоснабжение из подземных источников можно считать оптимальным для поселков и небольших городов. При ограниченном дебите подземных водоисточников вода

отличается высоким качеством и постоянством состава, что не требует дорогостоящего оборудования для очистки. В ряде случаев подземные источники используются и для централизованного водоснабжения крупных городов в качестве дополнительных или резервных.

При выборе подземного источника следует отдавать предпочтение глубоким межпластовым водам, которые наиболее надежны в химическом и эпидемиологическом отношении. Чем глубже залегание водоносного горизонта, чем надежнее водоупорные перекрытия и чем дальше от места водозабора они выходят на поверхность, тем надежнее и стабильнее санитарные показатели воды. В такой ситуации решающим становится защита скважины от возможных поверхностных загрязнений.

Подземные воды берут горизонтальным и вертикальным способом. Горизонтальный способ водозабора применяется, как правило, при выходе мелко залегающих водоносных горизонтов, в том числе грунтовых вод, на поверхность на склонах оврагов и берегах рек. Санитарная надежность таких вод не всегда достаточна, поэтому для централизованного водоснабжения этот способ вододобычи используется редко.

Наиболее эффективны и часто применяются глубокие вертикальные буровые скважины глубиной до нескольких сотен метров, достигающие любого водоносного горизонта. При бурении стенки скважины плотно укрепляются металлическими обсадными трубами по телескопическому принципу. Нижний конец трубы имеет перфорированные стенки для фильтрации воды, поступающей из водоносного слоя, от механических примесей.

Если подобная скважина питается напорными водами, то ее называют артезианской. Для добычи воды из водоносных горизонтов, не имеющих повышенного давления, используют поршневые или центробежные насосы первого подъема. Вода подается для хранения в резервуары, из которых насосная станция второго подъема перекачивает воду в водопроводную сеть. Соединения между звеньями указанной цепи должны быть обязательно герметичными. С целью защиты устья скважины от поверхностного загрязнения площадку вокруг верхней части обсадной трубы, выступающей над поверхностью земли на 0,5 м, асфальтируют с уклоном от скважины.

Несмотря на то что чаще всего подземные воды, выбираемые для водоснабжения, удовлетворяют бактериологическим требованиям к питьевой воде, в отдельных случаях приходится проводить дополнительное обеззараживание хлорированием. Причинами этого могут слу-

жить плохая герметизация оголовка скважины, недостаточно надежная изоляция водоносных горизонтов между собой и от поверхностных водоемов, эпизодическое ухудшение микробного состава воды, паводок, осложнение эпидемической обстановки и др. Ввиду относительно небольшого содержания в добываемой воде органических веществ и механических примесей коагуляция не проводится, а для дезинфекции используют малые дозы хлора с остаточным свободным хлором в питьевой воде на уровне 0,3-0,5 мг/л. Газообразный хлор или хлорную известь подают в таких случаях либо в заборный узел насосов первого подъема, либо в резервуар хранения воды, что позволяет обеспечить достаточную экспозицию до поступления питьевой воды потребителю.

Централизованное водоснабжение из поверхностных источников. Водопровод для обеспечения населения водой из поверхностных водоемов - сложная многоступенчатая конструкция. Он включает в себя головные сооружения и распределительную сеть.

В состав головных сооружений входят водозаборный узел, насосные станции и устройства очистки воды. В зависимости от особенностей водоема и гидрогеологических условий водозабор может осуществляться различными способами. Так, в русловые водоприемники вода поступает либо самотеком, либо по всасывающим трубам с помощью насосов. В береговые колодцы вода поступает непосредственно, фильтруясь через толщу грунта. Вода из реки может также накапливаться в искусственных заливах - ковшах, вход в которые направлен или против течения, или по течению реки. Во всех случаях функции водоприемников состоят в накоплении достаточного количества воды, ее фильтрации от грубых механических примесей и отстаивании.

Далее вода из водоприемников насосами первого подъема подается на очистные сооружения. После очистки и обеззараживания питьевую воду перекачивают насосы второго подъема в водопроводную сеть населенного пункта.

Принципы и методы повышения качества воды. Повышение качества воды из поверхностных водоемов осуществляется в двух основных направлениях.

В соответствии с первым направлением на начальном этапе проводится очистка воды от механических, в том числе и микроскопических примесей. Задачей этого этапа является достижение приемлемых органолептических свойств воды, и в первую очередь прозрачности, что для населения имеет немаловажное значение. Этот метод называется осветлением воды и обеспечивается отстаиванием, фильтрацией и

коагуляцией. Одновременно с удалением взвешенных неорганических и органических примесей вода в некоторой степени обесцвечивается и дезодорируется. Однако для этих целей при необходимости можно применять и специальные методы очистки и улучшения свойств воды.

Вторым, не менее важным направлением повышения качества воды является обеспечение ее эпидемической безопасности. Для этой цели используют различные методы обеззараживания, чаще хлорирование и реже озонирование. В отдельных случаях вода может подвергаться аммонизации, обработке солями тяжелых металлов, ультрафиолетовому облучению и др.

Методы очистки воды. Освобождение от механических примесей забираемой из поверхностных источников воды проводится в несколько этапов. В самом простом случае при очистке моделируются естественные условия самоочищения подземных вод, когда вода сначала отстаивается, а затем фильтруется через мелкопористый материал.

На первом этапе очистки вода поступает в горизонтальные или вертикальные отстойники. Более распространены горизонтальные отстойники - резервуары прямоугольной формы. Вода в них движется горизонтально по направлению продольной оси. В вертикальных отстойниках - резервуарах цилиндрической или прямоугольной формы с конусообразным дном вода подается через трубу снизу и медленно поднимается вверх. Осаждение взвеси основано на резком замедлении тока воды при переходе из узкой входной трубы в полость отстойника. Так, скорость движения воды в горизонтальных отстойниках составляет 2-4 мм/с, в вертикальных - менее 1 мм/с, а время прохождения воды через отстойник достигает 8 ч. Создаются условия для осаждения взвеси, близкие к таковым в неподвижной воде, когда основным действующим фактором становится собственная тяжесть взвешенных частиц.

На втором этапе вода, освобожденная от крупнодисперсных примесей, подается на медленные фильтры, которые представляют собой емкости, заполненные песком. Профильтрованная вода отводится через дренаж в нижней части емкости. Такой фильтр должен «созреть», т.е. должна образоваться активная биологическая пленка, состоящая из адсорбированных взвешенных частиц, планктона и бактерий в верхней части песчаного слоя. Пленка имеет поры столь малого диаметра, что сама является эффективным фильтром для мелкодисперсных частиц, яиц гельминтов и бактерий. К несомненным достоинствам медленных фильтров относятся равномерная, близкая к естественной фильтрация, при которой задерживание бактерий достигает 99%, а также простота устройства. Однако фильтрация в таких фильтрах происходит очень медленно и составляет лишь 10 см вод. ст./час. Кроме того, в такой классической схеме очистки воды не используется коагуляция, в связи с чем в данном виде эта схема в настоящее время почти не применяется.

В современных условиях для ускорения и повышения эффективности выпадения взвеси и коллоидных веществ перед отстаиванием воды проводится ее коагуляция. Задача коагуляции состоит в укрупнении коллоидных частиц, более быстром образовании и осаждении хлопьев.

Наиболее распространенный коагулянт - сернокислый алюминий - в воде гидролизуется и вступает в реакцию с бикарбонатами кальция и магния, определяющими устранимую жесткость и щелочность воды. В результате реакции образуется коллоидный раствор гидрата окиси алюминия, который в дальнейшем коагулирует с образованием хлопьев. Одновременно коагулянт способствует нейтрализации заряда находящихся в воде собственных коллоидных частиц, их агломерации и хлопьеобразованию. Появившиеся крупные хлопья оседают, адсорбируя на своей поверхности мелкодисперсные взвешенные частицы, бактерии и водоросли, что в итоге приводит к эффективному осветлению воды и способствует ее обесцвечиванию.

В некоторых случаях в качестве коагулянта используют сернокислые и хлорные соли железа. Однако в связи с коррозийными свойствами, а также с раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки эти препараты не нашли широкого применения.

Для ускорения и улучшения хлопьеобразования в практике водоснабжения одновременно применяются высокомолекулярные флоккулянты. К ним относятся активированная кремниевая кислота, щелочной крахмал, альгинат натрия и др. Однако наиболее широкое применение у нас в стране получил синтетический нетоксичный препарат полиакриламид (ПАА), чьи флоккулирующие свойства значительно превышают действие других известных веществ.

Очень важным условием эффективной коагуляции воды является правильная схема применения коагулянта. Коагулянт вносят в воду в специальных камерах реакции, расположенных перед отстойниками. Растворение коагулянта и полноценный процесс хлопьеобразования продолжаются 20-45 мин. Чтобы хлопья не оседали и в то же время не разбивались, скорость движения воды должна поддерживаться в камерах реакции в пределах от 0,2 до 0,6 м/с при одновременном перемешивании. «Созревший» раствор подается в отстойники, где крупные хлопья оседают и осветляют воду. Если коагулянт вносить непосредственно в отстойник, то вода успевает пройти более половины его длины, прежде чем образуются хлопья, что существенно снижает эффективность коагуляции. Кроме того, растворившийся, но еще не гидролизовавшийся коагулянт может проходить через фильтры и выпадать в виде хлопьев уже в очищенной воде.

Рассмотренная система очистки воды с медленными фильтрами в настоящее время используется в нашей стране лишь на малых, чаще всего сельских водопроводах. Для городского водоснабжения требуются более мощные и вместе с тем компактные сооружения.

Таким требованиям отвечают нашедшие в последние годы широкое применение скорые фильтры. Это бетонные резервуары с двойным дном. Нижнее дно сплошное, а верхнее - перфорированное, что обеспечивает дренажные свойства фильтра. На перфорированное дно укладывают поддерживающий слой гравия, а на него - слой промытого речного песка. Вода для фильтрации подается сверху и отводится снизу через дренажное пространство. Фильтры промывают чистой питьевой водой, подаваемой снизу вверх.

Производительность обычных скорых фильтров приблизительно в 50 раз выше, чем медленных, и достигает 5 м3/ч, что является несомненным преимуществом. Однако и загрязнение фильтрующего слоя происходит в скорых фильтрах значительно быстрее. Если замена фильтрующего слоя в медленных фильтрах проводится 1 раз в 1,5-2 мес, то скорые фильтры приходится промывать 2 раза в сутки. Несколько ниже у скорых фильтров и способность задерживать бактерии, которая составляет 95%. Это объясняется высокой скоростью пропускания воды, а также тем, что полноценная биологическая пленка в песчаном слое образоваться не успевает. Ее роль в скорых фильтрах выполняет слой из неосевших в отстойниках хлопьев флоккулянта.

Следует отметить, что хотя адсорбция микроорганизмов при осветлении и фильтрации воды весьма велика, полной гарантии эпидемической безопасности такая схема очистки не обеспечивает. В связи с этим после очистки на фильтрах вода проходит обеззараживание.

Методы обеззараживания воды. Из таких известных методов обеззараживания воды, как хлорирование, озонирование, йодирование, обработка солями тяжелых металлов, ультрафиолетовое облучение, действие ионизирующей радиации, ультразвука, в настоящее время наиболее широко распространено хлорирование. В связи с техническими, экономическими и гигиеническими преимуществами этот метод обеззараживания применяется сейчас повсеместно.

Впервые хлорную известь для очищения воды предложил русский врач П. Карачаров в 1853 г. В 1881 г. Р. Кох подтвердил в эксперименте антисептические свойства хлорной извести. Практически использовал хлорную известь для дезинфекции питьевой воды австрийский ученый Траубе в 1896 г. во время эпидемии в г. Поле. Первое хлорирование питьевой воды в России было проведено С.К. Дзержиговским в 1908 г. в связи с эпидемией холеры. В 1910 г. он применил хлорирование водопроводной воды в Кронштадте. С 1911 г. водопроводная вода хлорируется в Ростове-на-Дону, а с 1912 г. - в Санкт-Петербурге. С этого времени обеззараживание воды препаратами хлора нашло широкое применение на водопроводах всего мира, забирающих воду из поверхностных водоемов или из недостаточно надежных подземных источников.

Для дезинфекции воды используют газообразный хлор или хлорную известь. В московском водопроводе применяется в основном газообразный хлор. В отдельных случаях можно применять и такие хлорсодержащие препараты, как соединения гипохлорита кальция, дихлоризоциануровой кислоты, двуокиси хлора и др.

Молекулярный хлор в воде гидролизуется с образованием хлорноватистой и хлористоводородной кислот. Нестойкая хлорноватистая кислота, в свою очередь, диссоциирует, в результате чего образуется гипохлоритный ион:

Cl2 + H2O = HOCl + HCl HOCl = H+ + OCl-

Основное биологическое действие оказывают хлорноватистая кислота и гипохлоритный ион, которые вместе и обозначают понятием «активный хлор». В сухой хлорной извести, применяемой в водоснабжении, содержится не менее 25% активного хлора.

Активный хлор легко проникает в бактериальные клетки и инактивирует ферменты, содержащие SH-группы. В первую очередь это относится к дегидрогеназе глюкозы, а также к другим ферментам, обеспечивающим окислительно-восстановительные процессы клетки. Нарушение обмена веществ приводит к гибели бактерий.

Достаточная эффективность хлорирования обеспечивается рядом условий. Так, вода должна быть предварительно освобождена от взвешенных коллоидных веществ, которые, окутывая бактерии, защищают их от воздействия хлора.

Эффективность обеззараживания зависит от вида микроорганизмов. Наиболее устойчивы в этом отношении спорообразующие микроорганизмы и вирусы. Легче поддаются действию хлора бактерии группы кишечной палочки.

Важно также обеспечить хорошее перемешивание хлора в объеме воды и достаточную длительность его действия. Оптимальным следует считать контакт воды с хлором в теплое время года в течение 30 мин, а в холодное - 60 мин.

Наконец, полное обеззараживание происходит при внесении достаточного количества хлора. Хлор, поступающий в воду, связывается микроорганизмами, органическими веществами и недоокисленными неорганическими соединениями, что составляет хлорпоглощаемость воды. После связывания активного хлора в воде должно остаться некоторое количество свободного остаточного хлора. Обеззараживание воды считается надежным, если остаточный хлор составляет 0,3-0,5 мг/л. Таким образом, необходимая доза хлора представляет собой сумму хлорпоглощаемости воды и остаточного активного хлора. Она определяется опытным путем. При обычном хлорировании хлорпотребность воды относительно невелика и достигает 1-3 мг/л активного хлора.

В отдельных случаях нужны более эффективные методы обеззараживания. Так, при повышенном органическом и бактериальном загрязнении воды водоемов паводковыми и ливневыми стоками применяют двойное хлорирование и суперхлорирование (перехлорирование, гиперхлорирование).

При двойном хлорировании хлор вводят в воду первый раз в смеситель перед отстойниками, что облегчает коагуляцию и подавляет рост бактерий на фильтре. При таком способе второе хлорирование воды после фильтрации происходит значительно эффективнее.

Суперхлорирование отличается от обычного хлорирования тем, что хлор подают в повышенных дозах - 5-10 мг/л и более. Это, несомненно, существенно повышает скорость и надежность обеззараживания. Однако появляются и неблагоприятные последствия: уровень остаточного хлора достигает 1-5 мг/л. Поскольку пороговая концентрация хлора в питьевой воде по органолептическому признаку составляет 0,5 мг/л, такая вода нуждается в дополнительной обработке. Дехлорирование осуществляют химической реакцией с гипосульфитом и сернистым газом или сорбцией активированным углем.

Нередко встречаются случаи загрязнения водоемов промышленными и городскими ливневыми стоками, содержащими соединения фенола. Образовавшиеся при хлорировании такой воды даже малыми дозами хлора хлорфенолы придают питьевой воде неприятный «аптечный» запах, что крайне отрицательно воспринимается населением. Это явление предупреждается предварительным внесением в воду аммиака. Преаммонизация заключается во внесении аммиака или его солей в воду за несколько секунд до подачи хлора. Хлор связывается с аммиаком, и образуются хлорамины, оказывающие мощное и длительное обеззараживающее действие.

В последнее десятилетие значительно изменилось отношение к проблеме галогеносодержащих соединений (ГСС), образующихся при хлорировании питьевой воды. К ним относятся хлороформ, четыреххлористый углерод, 2,4,6-трихлорфенол, бромдихлорметан, дибромхлорметан, бромоформ и другие галогенопроизводные соединения. При этом хлороформ встречается в питьевой воде наиболее часто и в более высоких концентрациях, чем другие ГСС.

Эти соединения появляются в воде из предшественников при хлорировании воды. Предшественниками могут быть гуминовые и фульвиокислоты, танины, хинон, дубильная, карбоксильная, лимонная кислоты, аминокислоты, лигнины, смоляные и жирные кислоты, фенолы, анилин, продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей и многие другие органические соединения, находящиеся в сбрасываемых бытовых, промышленных, больничных сточных водах, а также сбросах воды из плавательных бассейнов.

Наиболее эффективным и распространенным способом физического безреагентного обеззараживания воды является ультрафиолетовое облучение. Впервые в России ультрафиолетовые лучи для стерилизации невской воды были применены в 1911 г. в Санкт-Петербурге. В настоящее время этот способ широко используется на многих водопроводах всего мира. Несомненными достоинствами обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами следует считать быстроту действия, эффективность влияния не только на вегетативные, но и на споровые формы бактерий, а также на яйца гельминтов и вирусы.

Для обеззараживания наиболее благоприятны ультрафиолетовые лучи с длиной волны 200-295 нм и с максимальным бактерицидным действием в пределах длины волны 260 нм. С этой целью при обработке небольших количеств воды обычно применяются аргоно-ртутные лампы низкого давления типа БУВ-30 и БУВ-60П. Такие излучатели используются не только для обеззараживания питьевой воды, но и в аптечных и больничных учреждениях для дезинфекции дистиллированной воды. На крупных водопроводах нашли применение ртутно-кварцевые лампы высокого давления большой мощности типа ПРК и РКС.

Применяемые в практике водоснабжения ультрафиолетовые установки делятся на непогружные и погружные. Непогружные установки типа ОВ-3Н с лампами БУВ имеют малую мощность и предназначены для водопроводов небольших населенных пунктов. Погружные установки типа ОВ-ПК-РКС обладают высокой мощностью (до 3000 м3/ч) и используются на больших водопроводных станциях. Их устройство и условия эксплуатации значительно сложнее. Непременными условиями эффективной работы всех ультрафиолетовых установок являются прозрачность и бесцветность, а также тонкий слой обеззараживаемой воды, что допускает глубокое проникновение излучения и надежное обеззараживание и одновременно ограничивает возможности применения этого метода.

Другие известные физические способы обеззараживания воды используются в современных условиях либо для обработки индивидуальных запасов воды (кипячение), либо находятся на стадии экспериментальных разработок (воздействие ультразвука, ионизирующего излучения, радиоволн).

Специальные методы повышения качества питьевой воды. В отдельных случаях неблагоприятные свойства воды не удается устранить в полной мере при обычной схеме обработки. К ним относятся посторонние запахи и привкусы, растворенный сероводород и другие газы, нарушение минерального состава (высокая общая минерализация, повышенное содержание солей жесткости, железа, марганца, фтора, недостаток фтора), повышенное количество радиоактивных веществ.

Все виды кондиционирования минерального состава воды можно разделить на удаление из воды солей или газов, находящихся в ней в избыточном количестве (умягчение, обессоливание и опреснение,

обезжелезивание, дефторирование, дегазация, дезактивация и др.), и добавление минеральных веществ с целью улучшения органолептических и физиологических свойств воды (фторирование, частичная минерализация после опреснения и др.).

Для улучшения состава воды используют физические, химические, электрохимические и комбинированные методы. Так, для снижения жесткости применяют кипячение, реагентные методы, метод ионного обмена. Снижение общей минерализации подземных и морских вод достигается дистилляцией, ионной сорбцией, электролизом, вымораживанием. Удаление соединений железа и сероводорода осуществляется аэрацией с последующей сорбцией на специальном грунте. Подземные воды с избытком фтора подвергают дефторированию осаждением, ионной сорбцией, разбавлением. Дезактивация проводится как реагентными и ионообменными методами, так и разбавлением и выдержкой. В воде поверхностных водоемов, горных рек и в талых водах недостаточно содержание фтора. В такие воды вносят фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористую кислоту и другие фторсодержащие реагенты.

Следует подчеркнуть, что специальные методы кондиционирования воды высокотехнологичны и дороги. Такая обработка воды проводится лишь тогда, когда нет возможности использовать для водоснабжения приемлемый источник.

Гигиенические особенности устройства водопроводной сети

Питьевая вода после очистных сооружений поступает в систему подземных труб, по которым она под повышенным давлением распределяется по всей территории населенного пункта. При среднеэтажной застройке напор в трубах должен быть не ниже 2,5-3 ати, что обеспечивается системой насосов и водонапорных резервуаров и предотвращает загрязнение воды в водопроводной сети в результате подсоса даже при неплотностях в стыках труб.

Водопроводные трубы могут быть выполнены из стали, чугуна, железобетона, керамики, стекла и пластмассы (например, полиэтилена высокого давления). Эти трубы выдерживают давление от 5 (бетонные) до 25 ати (стальные).

Водопроводная сеть во избежание замерзания прокладывается на 0,5 м ниже уровня промерзания земли. В различных климатических районах нашей страны глубина заложения труб составляет от 1,25 до 3,8 м.

Водопроводные сети не должны прокладываться по местам действующих и бывших свалок, захоронений, вблизи выгребных ям. В местах пересечения водопроводного и канализационного коллекторов водопроводные трубы следует прокладывать на 0,4 м выше канализационных. Кроме того, водопроводные трубы в этих местах должны быть стальными и на 5-10 м в каждую сторону от пересечения закрыты водонепроницаемым футляром. Канализационные трубы в местах пересечения должны быть из чугуна.

При выборе схемы водопроводной сети предпочтение следует отдавать кольцевой, а не тупиковой схеме. В кольцевой сети не происходит застаивания воды, отложения осадка, меньше развивается железистая микрофлора.

После постройки или ремонта водопровода необходимо провести промывку и дезинфекцию сети. Сначала водные магистрали промывают чистой водой под напором, чтобы очистить от механических отложений. Затем сеть заполняют раствором хлорной извести с содержанием активного хлора от 40 до 100 мг/л в зависимости от времени контакта (5-24 ч). По окончании дезинфекции водопровод промывают питьевой водой до содержания остаточного хлора 0,3-0,5 мл/л. После этого воду можно подавать потребителю.

Гигиеническая характеристика нецентрализованного водоснабжения

Как указывалось, большинство сельских населенных пунктов обеспечивается нецентрализованным (децентрализованным, местным) водоснабжением.

Для обеспечения населения доброкачественной водой нужно правильно определить место расположения водозаборных сооружений на основании геологических и гидрогеологических данных, а также результатов санитарного обследования близлежащей территории. Определяют глубину залегания и направление потока грунтовых вод, мощность водоносного пласта, возможность взаимодействия с другими водозаборами, а также с поверхностными водами.

Водозаборные сооружения располагают на незагрязненном участке не менее чем на 50 м выше по потоку от источников загрязнения (выгребные ямы, места захоронения людей и животных, предприятия, канализационные сооружения). Водозаборные сооружения не устраивают на участках, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных местах, а также ближе 30 м от транспортных магистралей.

Существуют определенные требования к устройству и оборудованию водозаборных сооружений.

Наиболее распространенными водозаборными сооружениями нецентрализованного водоснабжения являются шахтные и трубчатые колодцы, а также каптажи родников (ключей).

Шахтные колодцы предназначены для получения грунтовых вод из первого водоносного горизонта, поэтому их часто называют грунтовыми. Это круглая или квадратная вертикальная шахта. Верх, или оголовок, служит защитой от поверхностного загрязнения колодца и должен выступать над землей на 0,7-0,8 м. Он имеет крышку и сверху закрывается навесом или помещается в будку. По периметру оголовок засыпают слоем плотно утрамбованной глины глубиной 2 м и шириной 1 м, который называется глиняным замком. Поверх глины устраивают отмосток из асфальта, бетона, кирпича или камня с уклоном от колодца. Возле колодца устанавливают скамью для ведер. Колодец должен иметь ограждение.

Описание: Описание: Описание: http://zdorovye.net/files/2011/01/kolodets-s-nasosom.jpg

Стенки шахты колодца выкладывают из бетонных колец, камня, кирпича или сооружают сруб из сухих высококачественных бревен хвойных пород (ель, сосна), а водоприемная часть устраивается в виде шатра из бревен и брусьев водостойких деревьев - лиственницы, ольхи, вяза, дуба. Дно колодца для фильтрации поступающей воды засыпают гравием. Воду поднимают либо насосом, либо вручную с помощью ворота или журавля с прикрепленной к ним общественной бадьей.

Мелкотрубчатые колодцы используют для добычи воды с небольших глубин (до 8 м). Они состоят из оголовка, обсадной трубы, погружаемой в пласт земли, насоса и фильтра. Насосы могут быть ручные поршневые или электрические. Оголовок выступает над отмостками на 1 м, герметично закрыт и снабжен сливной трубой с крючком для подвешивания ведра. Рядом устанавливают скамью для ведер.

Наконец, еще одним видом водозаборных сооружений нецентрализованного водоснабжения являются каптажи родников. Каптажи предназначены для сбора выходящих на поверхность подземных вод и представляют собой камеры различных конструкций. В зависимости от того, нисходящие или восходящие воды поступают в каптаж, каптажные камеры имеют водопроницаемые стену или дно. Остальные конструкции выполняются из водоизолирующих материалов - мятой утрамбованной глины или бетона.

Каптажная камера - сложное сооружение, имеющее двери и люки для ревизии и очистки, вентиляционные каналы, отстойник, водозаборную и переливную трубы, снабженные краном и крючком для подвешивания наполняемого ведра. Как и возле колодцев, рядом с каптажем устраивается скамья для ведер. Каптаж также оборудуют отмостками из асфальта, бетона или кирпича с уклоном в сторону водоотводной канавы. Все сооружение помещается в специальный павильон или будку и огораживается.

Важным условием эпидемической безопасности нецентрализованного водоснабжения является соблюдение требований к содержанию и эксплуатации источников. Так, в радиусе ближе 20 м от колодца или каптажа не допускаются мытье машин, стирка белья, водопой животных. Не разрешается брать воду из колодца своим ведром. Дезинфекция колодцев и каптажей должна осуществляться либо по эпидемиологическим показаниям при вспышке кишечных инфекций и загрязнении источника, либо с профилактической целью, например после ремонта, но в любом случае не реже 1 раза в год.

По эпидемиологическим показаниям дезинфекция проводится в 3 этапа. Сначала стенки шахты орошают 5% раствором хлорной извести или 3% раствором двутретьосновной соли гипохлорита кальция, а воду дезинфицируют хлорсодержащими препаратами из расчета 100-150 мг активного хлора на 1 л воды. После дезинфекции и откачивания воды стенки и дно колодца подвергают механической очистке и орошению хлорсодержащими препаратами. Повторно воду в источнике дезинфицируют из расчета 100-150 мг активного хлора на 1 л воды, затем перемешивают и отстаивают 6 ч. Вода, содержащая остаточный хлор, полностью откачивается. После этого колодец готов к эксплуатации. При плановой профилактической дезинфекции источника предварительная дезинфекция не проводится, выполняют 2-й и 3-й ее этапы.

В отдельных случаях при временном ухудшении эпидемиологических показателей или при недостаточной бактериальной надежности воды после дезинфекции колодца проводят текущую дезинфекцию воды с помощью специальных хлорсодержащих патронов. Критерием эффективности обеззараживания является поддержание количества активного хлора в воде на уровне 0,5 мл/л до нормализации обстановки.

 

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1110-02)

     Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения - это территория, прилегающая к источнику водоснабжения и водозаборным сооружениям, и акватория, на которых устанавливаются специальные режимы хозяйственной и иной деятельности  в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения. Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение, а в ЗСО подземных - на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора.

     Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов: 

1.                       Пояс строгого режима, включает территорию расположения водозабора, всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места забора и обработки воды от случайного или умышленного загрязнения и повреждения.

2.                       Пояс ограничений от микробных загрязнений.

3.                       Пояс ограничений от химического загрязнения.

     Протяженность зон  зависит от вида источника (поверхностный или подземный), характера загрязнения и времени выживаемости микробов.

Границы поясов ЗСО поверхностного источника

     Границы 1-го пояса: вверх по течению не менее 200 м и вниз не менее 100 м от водозабора; по берегу – не менее 100 м от линии от летне-осенней границы воды. При ширине реки менее 100 м – вся акватория и полоса берега не уже 50 м по обе стороны реки.

     Границы 2-го пояса: вверх по течению реки с таким расчетом, чтобы время пробега воды до водозабора было не менее 5 суток в холодном и умеренном климате и не менее 3 суток в жарком (для рек средней и большой мощности ≈ 30-60 км); ниже по течению – не менее 250 м от водозабора. Боковые границы не менее 500 м при равнинном рельефе, 750 м при пологом склоне и 1000 м при крутом. На непроточных водоёмах – от 3 до 5 км во все стороны от водозабора. Границы 3-го пояса вверх и вниз по течению совпадают с границами 2-го пояса. Боковые границы – по линии водоразделов на 3-5 км, включая притоки.

 

Требования к устройству, оборудованию и эксплуатации водозаборных сооружений нецентрализованного водоснабжения

     В качестве водозаборных сооружений используются различные виды колодцев (шахтные, трубчатые) и каптажи родников. Место их расположения следует выбирать на не затапливаемом паводковыми водами, без деформации грунта и оползней незагрязненном участке, удаленном от существующих или возможных источников загрязнения (выгребных уборных и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др.):

·       не менее чем на 50 м выше по потоку грунтовых вод,

·       не ближе 30 м от магистралей с интенсивным движением транспорта,

·       не ближе 20 м от мест мытья автомашин, водопоя животных, стирки и полоскания белья и других источников загрязнения воды.

     Шахтные колодцы используются для забора подземных вод из первого от поверхности безнапорного водоносного слоя и состоят из надземной части (оголовка), шахты и водоприёмной части. Колодец должен иметь крышку или железобетонное покрытие с люком. По периметру оголовка колодца должен быть сделан глиняный "замок" (из уплотненной жирной глины) глубиной 2 м и шириной 1 м. Стенки шахты колодца должны быть оборудованы водонепроницаемыми материалами (бетонными кольцами или деревянным срубом без щелей). Для добычи воды могут использоваться насос, ворот, колесо или "журавль" с укрепленным общественным ведром.

     Трубчатые колодцы могут быть общественного и индивидуального пользования. Стенки трубчатых колодцев изготавливаются из водонепроницаемых  металлических труб, по которым насосом поднимается вода из водоносных горизонтов, залегающих на различной глубине, (от 8 до 100 м и более). На конце должен быть укреплен фильтр. Оголовок должен быть герметично закрыт, иметь кожух и сливную трубу, снабженную крючком для подвешивания ведра. Подъём воды из трубчатого колодца производится с помощью ручных и электрических насосов.

     Каптаж родника - специально оборудованная водосборная камера с отверстием для сбора выходящих на поверхность подземных вод, дно и стенки камеры должны быть гидроизолированы с помощью "замка" из глины. Каптаж должен иметь утепленную горловину с люком, крышку, водозаборную и сливную трубы. Водозаборная труба должна быть отведена на 1-1,5 м, иметь кран и крючок для подвешивания ведра.

     Стены колодца или горловины каптажа должны возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м. Земля вокруг водозаборного устройства присыпается песком, покрывается кирпичом, бетоном или асфальтируется в радиусе не менее 2 м с уклоном от колодца в сторону водоотводной канавы. Около колодца должна быть скамья для вёдер. Территория вокруг колодца должна быть огорожена.

     Гигиеническая оценка воды для определения пригодности её применения в качестве питьевой        проводится по стандартной схеме. Если выявлено нарушение хотя бы одного санитарно-гигиенического показателя, вода признается непригодной для использования в качестве питьевой без очистки, обеззараживания или специальных методов обработки, выбор которых определяется качеством воды.