Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Роль питьевой воды в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения



Физиологическое значение воды

Вода играет важнейшую роль в жизни человека, удовлетворяя его физиологические, гигиенические и хозяйственные потребности.

Человек примерно на две трети состоит из воды, которая в основном распределяется между клеточным содержимым, межклеточной жидкостью, кровью, лимфой, различными секретами желез и др. Вода играет исключительно важную роль в организме человека:

- Является средой, в которой протекают все физико-химические процессы.

- Участвует в процессах окисления, гидролиза и др. Необходима для растворения различных веществ в организме.

- Выполняет транспортную, выделительную функцию.

- Участвует в терморегуляции.

При обычной температуре и влажности воздуха суточный водный баланс здорового взрослого человека составляет примерно 2,2-2,8 л. Выделение воды осуществляется следующими путями: с мочой - 1,5 л с потом - 400-600 мл с выдыхаемым воздухом - 350-400 мл с калом - 100-150 мл. Эти потери воды компенсируются: человек в сутки выпивает примерно 1,5 л воды получает с пищей - 600-900 млв результате окислительных процессов в организме в сутки образуется 300-400 мл воды.

Естественно, что суточный объем потребления и выделения воды может достаточно широко варьировать в зависимости от температуры окружающей среды, от интенсивности физической работы, привычек конкретного человека и т.д. Потребность в воде субъективно выражается в чувстве жажды, которое возникает при недостаточном поступлении воды в организм.



Гигиеническое значение воды

Кроме удовлетворения физиологической потребности вода нужна человеку для санитарно-гигиенических, бытовых нужд. С этой точки зрения вода необходима для:

1) Личной гигиены человека (поддержания чистоты тела, одежды и т.д.)

2) Приготовления пищи

3) Поддержания чистоты в жилищах, общественных зданиях, особенно в лечебных учреждениях

4) Централизованного отопления

5) Поливки улиц и зеленых насаждений

6) Организации массовых оздоровительных мероприятий (плавательных бассейнов)

Кроме того, необходимо отметить, что вода в большом количестве потребляется в промышленности.

Степень благоустройства районов	Норма водопотребления (л/сутки на 1 человека)
Деревня или другой населенный пункт без канализации	40-60
Застройка зданиями с водопроводом и канализацией, без ванн.	125-160
То же, с ваннами и местным водоснабжением	160-230
То же, с централизованным горячим водоснабжением	230-350

Нормы водопотребления

Общее потребление воды человеком складывается из воды, идущей на удовлетворение физиологической потребности (питьевая вода) и воды на хозяйственные и санитарные нужды. При этом необходимо отметить, что при обычных условиях потребность в питьевой воде составляет незначительную часть от общего потребления воды. Количество потребляемой населением воды зависит от типа водоснабжения (централизованный или децентрализованный) и благоустройства населенного пункта (наличие в квартирах ванн, централизованного горячего водоснабжения и тд).

Роль воды в распространении инфекционных и паразитарных заболеваний

Большая положительная роль воды в жизни человека не исключает возможности неблагоприятного воздействия, которое она может оказывать при определенных условиях.

Вода как фактор распространения инфекционных заболеваний

Водным путем могут передаваться возбудители многих заболеваний, наиболее часто - кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии). Установлена роль водного фактора в распространении вирусов - возбудителей инфекционного гепатита, полиомиелита, энтеровирусов (болезнь Коксаки А и В) ив меньшей степени аденовирусов (бассейновые конъюнктивиты).

Немаловажную роль играет водный фактор в распространении некоторых зоонозов - желтушного лептоспироза (болезнь Васильева-Вейля) и безжелтушного лептоспироза (водная лихорадка), туляремии.

Водный фактор играет большую роль в передаче гельминтов, которые делятся на две группы:

1) биогельминты, развивающиеся с участием промежуточных хозяев (широкий лентец, бычий и свиной цепень и др.);

2) геогельминты, промежуточные стадии которых (аскариды, власоглавы, острицы, анкилостомы) развиваются во внешней среде: воде, почве, на различных предметах.

Механизмы и факторы инфицирования воды различны. Большую опасность в эпидемиологическом отношении представляют неочищенные или недостаточно очищенные фекально-хозяйственные сточные воды, стоки инфекционных больниц, ветеринарных лечебниц, предприятий, связанных с разделкой туш и обработкой шкур животных. Попадание возбудителей инфекционных болезней в открытые водоемы возможно также с ливневыми водами и выбросами сточных вод пассажирских и промысловых судов.

Большую опасность представляет питьевая вода в случае, если она не подвергается очистке и обеззараживанию перед употреблением.

Химический состав воды и его влияние на здоровье населения

В воде природных водоисточников обычно находится то или иное количество различных веществ органического и неорганического происхождения. Даже самая чистая с гигиенической точки зрения вода содержит химические вещества. Особенности химического состава природных вод зависят от их происхождения, от того, являются ли воды атмосферными или проходят через слой земли, обогащаясь при этом химическими веществами и газами, являются ли эти воды речными, морскими, озерными, почвенными и т.д. Наиболее важными химическими компонентами воды являются ионы С K, B О-, НCОз“, СОз~, Cа+, К+, Мв2+, Н+, а также Вr~, 1“, НРО4 , Н2Р04, 820з, Sе, А1, Br. Кроме них, в воде могут находиться органические вещества почвенного происхождения и неорганические примеси.

Минеральный показатель пресной воды - не более 1 г/л, солоноватой - 1-2,5 г/л, соленой - выше 2,5 г минеральных веществ на 1 л.

Из неорганических соединений существенное влияние на организм оказывают соли кальция и магния, обусловливающие жесткость воды. Санитарно-гигиеническое значение жесткости воды заключается в том, что в жесткой воде плохо развариваются овощи, мясо, так как соли кальция образуют с белками нерастворимые соединения, препятствующие усвоению мяса; чай в жесткой воде плохо настаивается и вкусовые качества его снижаются. В жесткой воде плохо мылится мыло, так как при этом ионы натрия мыла замещаются кальцием и магнием из воды, в результате чего образуется хлопьевидный осадок. Это затрудняет проведение многих гигиенических мероприятий.

Жесткость воды в некоторых случаях может служить показателем ее загрязнения, так как в результате распада органических веществ образуется двуокись углерода, которая может выщелачивать из почвы соли кальция и магния, что приводит к образованию растворимых двууглекислых соединений.

При загрязнении воды щелочными сточными водами жесткость ее повышается. Отрицательное влияние на организм человека может оказывать избыточное количество нитратов, находящихся в питьевой воде. Впервые на этот факт было обращено внимание в США, где в Уолтоне в 1951 г. возникла тяжелая метгемоглобинемия у детей, употреблявших воду, содержавшую более 50 мг/л нитратов, из них 39 умерли. Болезнь наступает в результате того, что нитраты под воздействием бактерий, обитающих в кишечнике, восстанавливаются до нитритов, которые, всасываясь в кровь, частично инактивируют гемоглобин, вызывая кислородное голодание.

Безопасное содержание нитратов в воде - 10 мг/л. Общая минерализация воды, не нарушающая функций организма и не изменяющая органолептических свойств воды, составляет 1000 мг/л.

В природных водах могут содержаться радиоактивные вещества: уран, торий, радий, полоний, радиоактивный кальций, а также радиоактивные газы: радон и торон. Они вымываются из горных пород и таким образом попадают в природные водоисточники. Естественная радиоактивность воды наиболее высока в районах залегания радиоактивных руд, в подземных водах она выше, чем в водах открытых водоемов. Опасность представляет повышение естественного радиоактивного фона за счет искусственных радиоактивных изотопов, загрязняющих воду в результате испытания атомного оружия и выбросов радиоактивных отходов.

Радиоактивные изотопы, особенно долгоживущие, с большим периодом полураспада, находясь в воде водоемов, могут кумулироваться там водной растительностью и животными организмами. Образующиеся таким образом биологические цепочки включают в свой цикл и человека, что имеет для него отрицательные последствия.

Установлено, что в природных водах могут находиться или, наоборот, отсутствовать микроэлементы, роль которых в жизнедеятельности человеческого организма велика. Обладая большой биологической активностью, они обеспечивают нормальное течение многих физиологических и обменных процессов, участвуют в минеральном обмене и как катализаторы различных биохимических реакций оказывают влияние на общий обмен.

Микроэлементы входят в состав биологически активных соединений: ферментов (Sn, Сu, Мn, Мо и др.), витаминов (Со), гормонов (I, Со), дыхательных ферментов (Ре, Си). Некоторые микроэлементы влияют на рост и размножение животных и растений, на кроветворение (Ре, Си, Со), процессы тканевого дыхания (Си, Zn), внутриклеточный обмен и др. Для нормального течения этих процессов необходимо строго определенное количество микроэлементов. Химические элементы, содержащиеся в животных организмах в количестве тысячных долей процента, называются микроэлементами, а в количестве стотысячных долей процента - ультрамикроэлементами (Рb, Аg). По современным данным, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо более 30 микроэлементов, большинство из которых являются металлами (Ре, Сu, Мn, Br, Мо, Со и др.) и только некоторые - неметаллами (I, Вr, Аg, Р, Sе).

Основная характеристика важнейших микроэлементов приведена в табл. Поскольку в организм человека микроэлементы поступают из внешней среды, содержание их в организме находится в прямой зависимости от присутствия этих веществ в почве, воде, растениях и др. Питьевая вода покрывает всего 1-10% суточной потребности в таких микроэлементах, как йод, железо, цинк, магний, молибден, кобальт, и лишь для фтора и стронция является основным источником поступления в организм. Недостаток или избыток того или иного микроэлемента в воде и продуктах питания может вызвать нарушение различных функций организма и заболевания.

Заболевания, связанные с особенностями химического состава воды

Микроэлементы распределены в земной коре неравномерно, поэтому создается избыток или недостаток их в воде, почве, растениях определенных районов. Такие районы называются биогеохимическими провинциями, а заболевания - биогеохимическими эндемиями.

Наиболее изучены биогеохимические эндемии, связанные с недостатком или избытком фтора, недостатком йода, стронция, кобальта.

Фтор - наиболее активный и широко распространенный в земной коре элемент группы галогенов. Он принадлежит к важным биогенным элементам, участвует в минеральном обмене веществ организма, играет большую роль в образовании твердых составных частей костной ткани скелета и особенно зубов. Основным источником обеспечения организма фтором является питьевая вода. При избыточном содержании фтора в воде возникает эндемический флюороз, поражающий население районов, эндемичных по фтору. Ранний признак флюороза - появление коричневых пятен на эмали зубов, затем поражается дентин, зубы становятся хрупкими и легко разрушаются. При содержании фтора в воде менее 1 мг/л флюороз не развивается. Поражение зубов и костей происходит при концентрации фтора более 2 мг/л. При пониженном содержании в питьевой воде фтора (0,5-0,6 мг/л) разрушается зубная эмаль, зубы утрачивают прочность, легко поражаются кариесом. Оптимальной концентрацией фтора в питьевой воде является 0,7-1 мг/л.

Йод - важнейший галоген, обладающий многими специфическими свойствами, являясь весьма редким элементом, он присутствует, иногда в очень малых количествах, во всех природных телах, даже в кристаллах чистого горного хрусталя. Биогенные свойства йода в организме проявляются в различных биохимических процессах, в частности под его влиянием усиливаются окислительные процессы, изменяется течение ферментативных процессов. В организме основная часть йода сосредоточена в щитовидной железе и мышцах. Имеются биогеохимические провинции с недостаточным содержанием йода в почве и воде, особенно в высокогорных районах. Здесь обильные осадки вымывают йод из горных пород. У населения наблюдают гипофункцию щитовидной железы, ее компенсаторное увеличение. Заболевание носит название "эндемический зоб".

В более тяжелых случаях происходит задержка роста, физического и умственного развития, расстройство координации движений, отмечаются косноязычие, глухонемота, резкая психическая отсталость, т.е. наступает кретинизм. Необходимая суточная норма йода для человека 200-220 мкг. Как отмечалось выше, вода не играет ведущей роли в поступлении йода в организм (всего 120 мкг).

Недостаток йода компенсируется поступлением его с пищевыми продуктами, использованием йодированной соли. Концентрация йода в воде является показателем наличия его в почве, растениях, организме животных данной местности, а следовательно, и потенциальной опасности возникновения эндемического зоба. В воду могут попасть вместе с производственными стоками различные токсичные элементы: мышьяк, медь, цинк, свинец, фенол и др. В этих случаях вода может стать причиной серьезных заболеваний. Органолептические свойства воды и их влияние на человека. К органолептическим свойствам относятся запах, вкус, цвет, прозрачность, т. е. те свойства, которые могут быть определены органами чувств человека. Мутная, окрашенная в какой-либо цвет или имеющая неприятный запах и вкус вода является неполноценной в санитарно-гигиеническом отношении даже в том случае, если она безвредна для организма человека. Это обусловлено тем, что к мутной, окрашенной и пахнущей воде человек испытывает неприятное чувство, достигающее иногда отвращения

Гигиенические требования к качеству воды централизованного водоснабжения

Требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения определяются СанПиН 2.1.4.1074 - 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования и контроль за качеством», согласно которому питьевая вода должна быть:

- безопасной в эпидемическом отношении,

- безвредной по химическому составу,

- иметь благоприятные органолептические свойства,

- безопасной в радиационном отношении.

Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам.

Показатель общего микробного числа позволяет получить представление о массивности бактериального загрязнения воды, а количество бактерий группы кишечных палочек (БГКП) является индикаторным показателем наличия в ней фекального загрязнения. Выбор БГКП в качестве индикаторного показателя фекального загрязнения воды основан на положении, что они попадают в воду только из кишечника человека и животных.

При обнаружении микробного загрязнения выше указанных нормативов для выявления причин загрязнения должен проводиться повторный забор проб с дополнительными исследованиями на наличие бактерий - показателей свежего фекального загрязнения и патогенных бактерий.



Токсикологические показатели питьевой воды

Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность её химического состава и включают нормативы для веществ:

- встречающихся в природных водах;

- добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;

- появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

Предельно-допустимые концентрации веществ, нормируемых по токсикологическому признаку вредности (СанПиН 2.1.4.1074 -01 «Питьевая вода»).

Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе её обработки, не должна превышать нормативов, указанных в табл.

Концентрации других химических веществ, нормированных по токсикологическому и органолептическому показателю вредности, не указанных в таблице, но присутствующих в воде в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового или иного загрязнения, не должны превышать ПДК, указанных в «Санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.1074 -01».

При одновременном обнаружении в воде нескольких веществ с одинаковыми лимитирующими признаками вредности, относящихся к 1- и 2-ому класса опасности, сумма отношений концентраций (С₁, С₂, С₃) каждого из веществ к соответствующей ПДК (суммарный комплексный показатель) не должна превышать 1.

С₁ + С₂ + С_{3 _} … < 1

ПДК₁ ПДК₂ ПДК₃



Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды

Органолептические свойства питьевой воды должны соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Показатели органолептических свойств питьевой воды»

Питьевая вода не должна содержать видимые невооруженным глазом водные организмы и иметь на поверхности пену или пленку. Причинами, способными придавать воде неблагоприятные органолептические свойства, могут являться повышенное содержание в воде минеральных солей (привкус), присутствие в воде гумусовых веществ почвенного, растительного и планктонного происхождения (цветность), загрязнение промышленными, сельскохозяйственными, бытовыми или иными стоками и другие.

Предельно допустимые концентрации химических веществ по органолептическому признаку вредности устанавливаются по способности веществ ухудшать потребительские качества воды, изменять запах (зап.), влиять на окраску (окр.), придавать привкус (привк.), вызывать образование пены (пен.), образовывать на поверхности воды пленку (пл.) и др. Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов.

Допустимые концентрации химических веществ в питьевой воде, влияющих на органолептические свойства (СанПиН 2.1.4.1074 -01 «Питьевая вода»):

Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки по согласованию с органами санитарно-эпидемической службы, допускается: сухой остаток до 1500 мг/л; общая жесткость до 10 мг-экв/л; железо до 1 мг/л; марганец до 0,5 мг/л.

Сумма концентраций хлоридов и сульфатов, придающих воде привкус, выраженная в долях от ПДК не должна быть более 1.

Радиационная безопасность питьевой воды. Радиационная безопасность питьевой воды определяется ее соответствием нормативам по показателям общей б- и в- активности.

Санитарная характеристика централизованной и децентрализованной систем водоснабжения

В настоящее время используют 2 системы водоснабжения:

* централизованная, при которой вода подается в жилые дома, учреждения, предприятия бытового обслуживания;

* нецентрализованная (местная), при которой потребитель сам берет воду непосредственно из водоисточника.

Централизованное водоснабжение осуществляется путем устройства водопровода. Современный водопровод может применять воду открытых водоемов и воду подземных источников (межпластовую).

Централизованное водоснабжение из подземных водоисточников организуется главным образом для поселков городского типа, небольших городов и населенных пунктов. В некоторых крупных городах имеется комбинированная система водоснабжения из подземных и поверхностных водоисточников. Преимущество водопровода из подземного водоисточника заключается в том, что отпадает необходимость подвергать воду очистке и обеззараживанию, так как она надежно защищена от загрязнения водоупорными слоями; водозабор расположен в самом населенном пункте или в непосредственной близости от него. Если подземные воды отвечают требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, они используются без обработки.

Схема водопровода: состоит из скважины, насосов первого подъема, поднимающих воду в водосборный резервуар, сборного (или запасного) резервуара, насоса второго подъема, который выкачивает воду из сборного резервуара и подает ее в разводящую сеть. По ходу разводящей сети устанавливается водонапорный резервуар.

Для забора воды сооружаются вертикальные скважины, горизонтальные водозаборы (галереи, трубчатые водосборы), каптажи выходов подземных вод.

Выбор типа водозабора определяется глубиной и условиями залегания подземных вод, характером пород, величиной давления в пласте, мощностью водоносного пласта и количеством воды.

Если качество воды при ее каптировании с целью хозяйственно-питьевого водоснабжения не соответствует СанПиН 2.1.4.1074- 01, необходимо предусмотреть соответствующую обработку перед подачей ее в водопроводную сеть.

Централизованное водоснабжение из открытых водоемов. Оно организуется путем сооружения водопроводной сети, состоящей из:

- водозаборных сооружений;

- сооружения для улучшения качества воды (главным образом для очистки и обеззараживания);

- распределительной сети.

Весь комплекс сооружений до распределительной сети называется головными сооружениями водопровода. Для забора воды из открытого водоема пользуются специальным приемником. Месторасположение приемного отверстия трубы должно быть тщательно выбрано и максимально удалено от берега, поверхности и дна водоема, что устраняет опасность загрязнения воды непосредственно в момент ее забора. Приемник может быть устроен в виде берегового колодца или ковша. Далее при помощи насосов первого подъема вода подается на очистные сооружения, где улучшаются ее свойства.

Наиболее распространенными сооружениями нецентрализованного водоснабжения являются шахтные и трубчатые колодцы, каптажи родников.

Шахтные колодцы предназначены для получения грунтовых вод из первого водоносного горизонта, поэтому их называют грунтовыми. Это округлая или 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.

Стенки шахты колодца выкладывают из бетонных колец, камня, кирпича или сооружают сруб из сухих восококачественных бревен хвойных пород, а водоприемная часть устраивается в виде шатра из бревен и брусьев водостойких деревьев - ольхи, лиственницы, 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. Они состоят из оголовка, обсадной трубы, погружаемой в пласт земли, насоса, фильтра. Оголовок выступает над отмостками на1 м, герметично закрыт и снабжен сливной трубой с крючком для подвешивания ведра.

Каптажные устройства применяются для захвата подземных вод, выходящих на поверхность в виде родников. Забор воды из восходящего родника производится через дно каптажной камеры, из нисходящего - через отверстие в стене камеры. 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 ведра. При устройстве каптажа необходимо соблюдать санитарные требования. Прежде всего прием воды в камеру должен быть оборудован фильтром для того, чтобы частицы породы не проникали в воду и не загрязняли ее. Камера должна быть защищена от поверхностных загрязнений, промерзания и затопления поверхностными водами. Для этого следует оборудовать каптажную камеру водоотводными трубами, укрепить ее, замостить вокруг территорию водонепроницаемыми материалами.

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

Централизованная система водоснабжения - водопровод - комплекс устройств, сооружений и трубопроводов, предназначенных для забора, подготовки или без нее, хранения, подачи к местам потребления питьевой воды и открытой для общего пользования.

Для улучшения качества воды применяются следующие методы:

1) очистка - удаление взвешенных частиц;

2) обеззараживание - уничтожение микроорганизмов;

3) специальные методы улучшения органолептических свойств воды, умягчение, удаление некоторых химических веществ, фторирование и др.

Первый этап очистки воды открытого водоисточника - это осветление и обесцвечивание. В природе это достигается путем длительного отстаивания.

Остаивание осуществляется в специальных сооружениях - отстойниках. Используются две конструкции отстойников: горизонтальные и вертикальные. Принцип их действия состоит в том, что благодаря поступлению через узкое отверстие и замедленному протеканию воды в отстойнике основная масса взвешенных частиц оседает на дно. Процесс отстаивания в отстойниках различной конструкции продолжается в течение 2-8 ч. Однако мельчайшие частицы, в том числе значительная часть микроорганизмов, не успевают осесть. Поэтому отстаивание нельзя рассматривать как основной метод очистки воды.

Естественный отстой протекает медленно и эффективность обесцвечивания при этом невелика. Поэтому на водопроводных станциях часто применяют химическую обработку коагулянтами, ускоряющую осаждение взвешенных частиц. Процесс осветления и обесцвечивания, как правило, завершают фильтрованием воды через слой зернистого материала (например, песок или измельченный антрацит). Применяют два вида фильтрования - медленное и скорое.

Медленное фильтрование воды проводят через специальные фильтры, представляющие собой кирпичный или бетонный резервуар, на дне которого устраивают дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб с отверстиями. Через дренаж профильтрованная воды отводится из фильтра. Поверх дренажа загружают поддерживающий слой щебня, гальки и гравия по крупности, постепенно уменьшающейся кверху, что не дает возможности мелким частицам просыпаться в отверстия дренажа. Толщина поддерживающего слоя - 0,7 м. На поддерживающий слой загружают фильтрующий слой (1 м) с диаметром зерен 0,25-0,5 мм. Медленный фильтр хорошо очищает воду только после созревания, которое состоит в следующем: в верхнем слое песка происходят биологические процессы - размножение микроорганизмов, гидробионтов, жгутиковых, затем их гибель, минерализация органических веществ и образование биологической пленки с очень мелкими порами, способными задерживать даже самые мелкие частицы, яйца гельминтов и до 99% бактерий. Скорость фильтрации составляет 0,1-0,3 м/ч.

Медленнодействующие фильтры применяют на малых водопроводах для водоснабжения сел и поселков городского типа. Раз в 30-60 дней поверхностный слой загрязненного песка снимают вместе с биологической пленкой.

Стремление ускорить осаждение взвешенных частиц, устранить цветность воды и ускорить процесс фильтрования привело к проведению предварительного коагулирования воды. Для этого к воде добавляют коагулянты, т.е. вещества, образующие гидроокиси с быстро оседающими хлопьями. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий, хлорное железо, сернокислое железо и др. Хлопья коагулянта обладают огромной активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, что позволяет им адсорбировать даже мельчайшую отрицательно заряженную взвесь микроорганизмов и коллоидных гуминовых веществ, которые увлекаются на дно отстойника оседающими хлопьями. Условия эффективности коагуляции - наличие бикарбонатов. На 1 г коагулянта добавляют 0,35 г Са(ОН)2. Размеры отстойников (горизонтальных или вертикальных) рассчитаны на 2-3-часовое отстаивание воды.

После коагуляции и отстаивания вода подается на скорые фильтры с толщиной фильтрующего слоя песка 0,8 м и диаметром песчинок 0,5-1 мм. Скорость фильтрации воды составляет 5-12 м/час. Эффективность очистки воды: от микроорганизмов - на 70-98% и от яиц гельминтов - на 100%. Вода становится прозрачной и бесцветной.

Очистку фильтра проводят путем подачи воды в обратном направлении со скоростью, в 5-6 раз превышающей скорость фильтрования в течение 10-15 мин.

В настоящее время в водопроводной системе применяется установка, заменяющая весь комплекс очистных сооружений обычного типа и работающая по схеме: коагуляция - отстаивание - фильтрация. Она называется контактным осветлителем и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3 - 2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть осветлителя, а коагулянт вводится непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Верхний слой - керамзит, полимерная крошка и др. (размер частиц -- 2,3-3,3 мм). Средний слой - антрацит, керамзит (размер частиц - 1,25-2,3 мм). Нижний слой - кварцевый песок (размер частиц - 0,8-1,2 мм). Коагуляция происходит в нижних крупнозернистых частях осветлителя, а в верхних задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества. Скорость фильтрации до 20 м/час.

Для улучшения процесса коагуляции используются высокомолекулярные флоккулянты: щелочной крахмал, флоккулянты ионного типа, активизированная кремниевая кислота и другие синтетические препараты, производные акриловой кислоты, в частности полиакриламид.

При любой схеме заключительным этапом обработки воды на водопроводе из поверхностного источника должно быть обеззараживание.

Обеззараживание воды может быть проведено химическими и физическими (безреагентными) методами.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование и озонирование. Задача обеззараживания - уничтожение патогенных микроорганизмов, т.е. обеспечение эпидемической безопасности воды.

Хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических мероприятий. Этому способствует доступность метода, его дешевизна и надежность обеззараживания, а также многовариантность, т.е. возможность обеззараживать воду на водопроводных станциях, передвижных установках, в колодце (при его загрязнении и ненадежности), на полевом стане, в бочке, ведре и во фляге.

Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием. Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют образующейся хлорноватистой кислоте быстро пройти через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты (SН-группы;), важные для обмена веществ и процессов размножения клетки. На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде.

Используют, как правило, метод нормального хлорирования, т.е. метод хлорирования по хлорпотребности. Имеет важное значение выбор дозы, обеспечивающий надежное обеззараживание. При обеззараживании воды хлор не только способствует гибели микроорганизмов, но и взаимодействует с органическими веществами воды и некоторыми солями. Все эти формы связывания хлора объединяются в понятие "хлорпоглощаемость воды".

В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода..." доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде содержалось 0,3-0,5 мг/л свободного остаточного хлора. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания.

Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, назьвают хлорпотребностью. Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа.

Модификации хлорирования: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй - как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.

Суперхлорирование (гиперхлорирование) воды проводится по эпидемиологическим показаниям или в условиях, когда невозможно обеспечить необходимый контакт воды с хлором (в течение 30 мин). Обычно оно применяется в военно-полевых условиях, экспедициях и других случаях и производится дозами, в 5-10 раз превышающими хлорпоглощаемость воды, Суперхлорирование имеет ряд преимуществ. - значительное сокращение времени хлорирования, упрощение его техники, так как нет необходимости определять остаточный хлор и дозу, и возможность обеззараживания воды без предварительного освобождения ее от мути и осветления. Недостатком гиперхлорирования является сильный запах хлора, но его можно устранить добавлением к воде тиосульфата натрия, актввированного угля, сернистого ангидрида и других веществ (дехлорирование).

Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты - хлора. При этом в воде образуются хлорамины, которые также обладают бактерицидным действием. Этот метод применяется для обеззараживания воды, содержащей фенолы, с целью предупреждения образования хлорфенолов, которые придают воде аптечный запах и привкус. Хлорамины же не образуют с фенолами хлорфенолов. Скорость обеззараживания воды хлораминами меньше, чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч, а остаточный хлор равен 0,8-1,2 мг/л.

Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяет сократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получить надежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов: бактерий, вирусов, риккетсий Бернета, цист, дизентерийной амебы, туберкулеза и даже спор сибирской язвы. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникает необходимость дехлорирования. С этой целью в воду добавляют гипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированного угля. Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях.

К недостаткам метода хлорирования следует отнести:

а.) сложность транспортировки и хранения жидкого хлора и его токсичность;

б.) продолжительное время контакта воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами;

в.) образование в воде хлорорганических соединений и диоксинов, небезразличных для организма;

г.) изменение органолептических свойств воды.

В поисках безреагентных методов или реагентов, не изменяющих химического состава воды, обратили внимание на озон.

Озон (О3) - газ бледно-фиолетового цвета с характерным запахом. Молекула озона легко отщепляет атом кислорода. Обладает бактерицидными свойствами. Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов.

Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде токсических соединений, улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин). Он более эффективен по отношению к патогенным простейшим - дизентерийной амебе, лямблиям и др. Широкое внедрение озонирования в практику обеззараживания воды сдерживается высокой энергоемкостью процесса получения озона и несовершенством аппаратуры.

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания преимущественно индивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженным бактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаются живыми и даже способными вызвать заболевание. Концентрации серебра, способные вызвать гибель большинства микроорганизмов, при длительном употреблении воды токсичны для человека. Поэтому серебро в основном применяется для консервирования.

К физическим методам обеззараживания относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами и др. Преимущество физических методов обеззараживания перед химическими состоит в том, что они не изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств. Но из-за их высокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводных конструкциях применяется только ультрафиолетовое облучение, а при местном водоснабжении - кипячение.

Ультрафиолетовые лучи обладают бактерицидным действием. Максимально эффективен участок УФ-части оптического спектра в диапазоне волн от 200 до 275 нм. Максимум бактерицидного действия приходится на лучи с длиной волны 260 нм. Преимущества: УФ-лучи не изменяют органолептических свойств воды и обладают более широким спектром антимикробного действия: уничтожают вирусы, споры бацилл и яйца гельминтов.

Ультразвук применяют для обеззараживания бытовых сточных вод, т.к. он эффективен в отношении всех видов микроорганизмов, в том числе и спор бацилл. Его эффективность не зависит от мутности и его применение не приводит к пенообразованию, которое часто имеет место при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма-излучение очень эффективный метод. Уничтожение всех видов микроорганизмов, однако в практике водопроводов пока не находит применения.

Кипячение является простым и надежным методом. Вегетативные микроорганизмы погибают при нагревании до 80°С уже через 20-40 с, а при 3-5-минутном кипячении есть полная гарантия безопасности.

Централизованная система водоснабжения - водопровод - комплекс устройств, сооружений и трубопроводов, предназначенных для забора, подготовки или без нее, хранения, подачи к местам потребления питьевой воды и открытой для общего пользования.

На рис. представлена общая схема водоснабжения из открытого источника.

Специальные методы улучшения качества питьевой воды

К специальным методам улучшения качества питьевой воды относятся кондиционирование минерального состава, удаление привкусов, запахов, дезактивация и т.д. Все виды кондиционирования минерального состава воды могут быть разделены на 2 группы:

1) удаление из воды излишка солей или газов (умягчение, опреснение, обезжелезивание, дезодорация, дезактивация, дефторивание и пр.);

2) добавление к воде тех или иных солей с целью улучшения ее органолептических свойства или повышения содержания микроэлементов, которых недостаточно в воде и пищевых продуктах (фторирование).

После спецобработки на водопроводе вода подлежит обязательному обеззараживанию.

Дезодорация - устранение привкусов и запахов воды. Достигается аэрированием воды, обработкой окислителями (озонированием, хлора диоксидом, высокими дозами хлора, калия перманганатом), фильтрованием через слой активированного угля. Выбор метода дезодорации зависит от происхождения привкусов и запахов.

Обезжелезивание производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах - градирнях. При этом двухвалентное железо окисляется в железа (III) гидроксид (см. с. 121), осаждающийся в отстойнике или задерживаемый на фильтре. Если концентрация солей железа превышает 5 мг/л, необходимо предварительное осаждение его солей.

Умягчение - снижение природной жесткости воды. К методам умягчения воды относятся:

1) реагентные;

2) ионного обмена;

3) термический.

Более современным методом является фильтрация воды через фильтры, заполненные ионитами, - катионитовое смягчение. Опреснение воды - это удаление растворенных в ней минеральных солей до величин, рекомендованных госстандартом, при которых вода становится пригодной для питья или технических нужд. Наиболее распространенными методами опреснения воды на водопроводах являются дистилляция, химические (ионный обмен, реагентные), с применением селективных мембран (электродиализ, гиперфильтрация) и др. Электродиализный метод опреснения воды основан на принципе разделения солей в электрическом поле через селективные полупроницаемые ионито-вые мембраны: катионы солей, двигаясь под воздействием электрического тока к катоду, свободно проходят через катионитовые мембраны и задерживаются анионитовыми, анионы солей - наоборот. Попеременное размещение мембран в электродиализном аппарате обусловливает образование камер опресненной воды, чередующихся с камерами концентрата.

Метод обратного осмоса (гиперфильтрация) основан на опреснении воды путем фильтрации ее под высоким давлением (50-100 атм) через полупроницаемые мембраны, которые пропускают молекулы воды, но задерживают более крупные гидратированные ионы растворенных в воде солей. Сегодня широкое применение получили мембраны из ацетатов целлюлозы, полиамидных соединений, полиакриловой кислоты, нейлона. Дезактивация. Коагуляция, отстаивание и фильтрация воды на водопроводах снижает содержание радиоактивных веществ в ней на 70-80%. С целью более глубокой дезактивации воду фильтруют через катионо- и анионообменные смолы. Очищение воды от излишка фтора можно проводить при помощи ее фильтрования через анионообменные смолы

Сравнительная гигиеническая характеристика источников водоснабжения

Водные объекты, которые могут быть использованы в качестве источников питьевого водоснабжения. Сравнительная гигиеническая характеристика

Качество питьевой воды во многом определяется качеством воды источника водоснабжения. При неудовлетворительном природном составе воды или большом антропогенном загрязнении источника даже современные методы водоподготовки не могут гарантировать получение воды необходимого качества. Важнейшими гигиеническими характеристиками источника водоснабжения являются качество воды, подверженность влиянию природных и социальных (техногенных) факторов и степень санитарной надежности источника, т.е. устойчивость к влиянию природных и антропогенных факторов. Кроме того, большое значение для характеристики источника имеют его водообильность, соотнесенная с предполагаемыми потребностями в воде, а также доступность источника.

Санитарная надежность источника централизованного питьевого водоснабжения - способность источника сохранять постоянство качества его воды и достаточность дебита для обеспечения проектируемой или эксплуатируемой системы централизованного питьевого водоснабжения.

Источниками воды для систем питьевого водоснабжения могут быть поверхностные водные объекты (реки, озера, водохранилища) и запасы подземных вод (грунтовые, межпластовые напорные и безнапорные воды). В некоторых случаях можно использовать искусственные водотоки - каналы судоходного или ирригационного назначения.

Использование тех и других источников в странах и регионах значительно различается. Главная причина этого - наличие или отсутствие природных месторождений подземных вод, так как разведка и добыча подземной воды в настоящее время технически достаточно совершенны.

Подземные источники. Пресные подземные воды, пригодные для питьевого водоснабжения, залегают на глубине не более 250-300 м. По условиям залегания различают грунтовые и межпластовые воды, значительно разнящиеся по гигиеническим характеристикам.

Законодательство в области охраны водоемов и источников водоснабжения

В Российской Федерации действует закон «Основы водного законодательства Российской Федерации», согласно которому Минприроды и Комитет санэпиднадзора должны осуществлять общее руководство и контроль за использованием водных ресурсов и их санитарной охраной. В постановлении СМ России от 19.01.88 г. «О первоочередных мерах по улучшению использования водных ресурсов в стране» и в законе «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91г. отмечается необходимость ресурсосбережения и рационального ведения водного хозяйства, проведения целенаправленной работы по улучшению использования водных ресурсов, по сокращению водопотребления в промышленности и энергетике, в сельском и коммунальном хозяйстве, об усилении охраны водной среды.

Для обеспечения санитарно-эпидемиологической надежности проектируемых и реконструируемых водопроводов хозяйственно-питьевого назначения должны предусматриваться зоны санитарной охраны, куда входят зона источника водоснабжения в месте забора воды, зона и санитарно-защитная полоса водопроводных сооружений и санитарно-защитная полоса водоводов.

Зону водоисточника в месте забора воды предусматривают из трех поясов: первого - строгого режима, второго и третьего - режимов ограничения. Зону водопроводных сооружений предусматривают из первого пояса и защитной полосы (при размещении водопроводных сооружений вне второго пояса санитарной зоны).

Проектом зон санитарной охраны водопровода регламентированы: границы поясов зоны водоисточника, зоны и санитарно-защитные полосы водопроводных сооружений и полосы водоводов; определены инженерные мероприятия по организации зон и дано описание санитарного режима в зонах и полосах.

В основу проекта зон санитарной охраны водопровода должны быть положены результаты санитарно-топографического обследования территорий, намеченных к включению в зоны и защитные полосы, а также материалы инженерно-геологических, топографических, гидрологических и гидрогеологических изысканий. Проект зон санитарной охраны водопровода согласовывается с местными органами власти; с местным центром санитарно-эпидемиологического надзора, с местной геологической партией и другими заинтересованными организациями.

Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой территорию, которая охватывает используемый водоем и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливают режим, гарантирующий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения и обеспечение требуемой санитарной надежности воды. Согласно СНиП 2.04.02-84, зона санитарной охраны для источников водоснабжения устанавливается в три пояса, для водозаборных сооружений и площадок водоочистных сооружений она состоит из первого пояса, для водоводов - из второго пояса (СанПиН 2.1.4.027-95).

Зона санитарной охраны устанавливается для всех водных источников, которые действуют, строятся и находятся на этапе проектирования. Для всех, кроме скважин, водой из которой пользуются только в технических целях, - поливы, использование в производстве (74-ФЗ ст.43; №52 ФЗ; п.1.2 СаНПиН 2.1.4.1110-02).

Требования к организации ЗСО определяет СанПиН 2.1.4.027-95. ЗСО принято делить на три пояса, в каждом из которых устанавливается определенный режим.

Первый пояс ЗСО

Этот пояс ЗСО имеет самый строгий режим, на его территории непосредственно располагается источник воды, а также сооружения водозабора и некоторые элементы водопровода.

На карте граница пояса ЗСО представляет собой окружность вокруг источника радиусом 30 -50 метров. Зона 1 пояса должна иметь ограждение и обеспечиваться охраной. Сократить ее размер можно только по согласованию с Роспотребнадзором.

Основная задача первого пояса - оградить источники водоснабжения от возможного загрязнения, которое может произойти как случайно, так и умышленно.

Второй пояс ЗСО

Второй пояс представляет собой зону ограничения. Еще одно его название - зона микробных загрязнений. Основное предназначение второго пояса заключается в защите источника от попадания различных микроорганизмов.

Расчет расположения его границ производится гидродинамическим путем. Основным параметром для расчета является время, в течение которого продвигается микробное загрязнение в зависимости от климатического региона. Расчет производится таким образом, чтобы в случае, если за пределами пояса возникнет микробное загрязнение, оно смогло достигнуть водоисточника не раньше, чем через 100 суток.

В пределах этого пояса запрещено размещать кладбища, животноводческие предприятия, использовать удобрения-ядохимикаты, производить вырубку леса, размещать склады ГСМ, складировать отходы.

Третий пояс ЗСО

Третий пояс является зоной химического загрязнения. Как и во втором поясе, расчет границ происходит посредством гидродинамического расчета. Он предполагает, что в случае химического загрязнения за пределами этого пояса, вредные вещества не попадут в водоисточник до тех пор, пока не закончится срок, в течение которого предусмотрена его эксплуатация. Он составляет 25 лет (9125 суток).

Все сведения о границах зон санитарной охраны водоисточников отражаются в проекте, который составляется перед началом организации ЗСО.

В целях охраны загрязнения районов водопользования, обеспечения безопасности их использования для рекреационных, лечебно-оздоровительных, хозяйственно-питьевых нужд населения и создания безопасных условий для производства аквакультур, устанавливаются охраняемые районы морского водопользования, включая районы морского водопользования, зоны санитарной охраны и прибрежную полосу суши.

Размещено на allbest.ru

...