"Гигиена воды и водоснабжения населенных мест"

1. Вода как фактор окружающей среды, ее гигиеническое значение.

2. Заболевания, обусловленные химическим составом воды. Эпидемическое значение воды.

3. Стандарты качества питьевой воды. Сравнительная характеристика водоисточников.

1

Гигиеническое значение воды в первую очередь определяется ее физиологической ролью. Вода является:

1. растворителем веществ, участвующих в обменных процессах,

2. средой, в которой протекают жизненно важные процессы,

3. транспортным средством,

4. участником процесса терморегуляции.

Количество выпиваемой человеком воды от 1 до 1,5 л/сутки, с продуктами питания поступает около 1 л. воды и до 0,5 л образуется в организме в результате окисления пищевых веществ.

Гигиеническое значение воды определяется также ее необходимостью для санитарных и хозяйственно-бытовых целей, использованием для проведения физкультурно-оздоровительных мероприятий. В нормах хозяйственно-питьевого водоснабжения (по С.Н. Черкинскому, 1975) указывается, что объем водопотребления на 1 человека в сутки в среднем достигает 350 л. В крупных городах расход воды может быть выше и достигать 400 л (в Санкт-Петербурге) и 700 л (в Москве).

Значительна роль воды в распространении заболеваний. Установлено, что до 80% заболеваний на Земле может быть связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением норм водоснабжения.

2

Употребление недоброкачественной воды может быть причиной:

1. паразитарных (лептоспироз, балантидиаз, аскаридоз и т.д.) и инфекционных заболеваний (холера, брюшной тиф, паратиф, дизентерия, инфекционный гепатит, энтеровирусные инфекции), вследствие загрязнения источника сточными водами.

2. биогеохимических эндемических заболеваний (флюоороз, эндемические кариес и зоб, болезнь Кешана, уровская болезнь, водно-нитратная метгемоглобинэмия).

3. интоксикаций, связанных с загрязнением воды антропотехногенного происхождения (б-ни Минамата, Итай-Итай, свинцовая интоксикация и другие)

Развитие эпидемии кишечных заболеваний водного происхождения имеет определенные особенности:

• вспышка развивается внезапно,

• характерна массовость поражения,

• территориальная ограниченность, связанная с месторасположением источника водоснабжения,

• употребление воды из определенного источника

После проведения санитарных мероприятий количество заболевших резко снижается, но возможны единичные случаи возникновения новых случаев заболеваний - так называемый «эпидемический хвост».

3

В связи со значением воды для жизнедеятельности человека важна гигиеническая стандартизация качества питьевой воды. Основной целью гигиенической стандартизации качества воды является предупреждение прямого и опосредованного неблагоприятного влияния водного фактора на здоровье населения.

Основными документами стандартизации качества питьевой воды являются:

1. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая...».

2. СанПиН 2.1.4.1074 - 01. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

3. СанПиН 2.1.4.1175 -02. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

4. ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения...».

Критериями выбора водосточников являются их санитарная надежность и защищенность от возможных загрязнений. Поэтому выделяют:

1. межпластовые напорные (артезианские) воды;

2. межпластовые ненапорные воды;

3. грунтовые воды;

4. поверхностные водоемы (реки, водохранилища, озера и т.д.).

Наиболее благоприятными по качеству являются межпластовые напорные воды, наименее - вода из поверхностных источников.

Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды определяются санитарными правилами и нормами - СанПиН 2.1.4.1074 - 01.

Требования к качеству питьевой воды:

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Показатели эпидемической безопасности представлены в таблице 1.

Показатели эпидемической безопасности питьевой воды.

Показатели	Единицы измерения	Нормативы
Термотолерантные колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл	Отсутствие
Общие колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл	Отсутствие
Общее микробное число	Число образующих колоний бактерий в 1 мл	Не более 50

Безвредность питьевой воды по химическому составу (табл. 2) характеризуется:

1. Обобщенными показателями содержания веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также веществ антропогенного происхождения;

2. Содержанием вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки;

3. Содержанием вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности (групп галогенсодержащих, гетероциклических, азотосодержащих и других соединений).

Безвредность воды по химическому составу.

Показатели	Единицы измерения	Нормативы (ПДК), не более
Обобщенные показатели
Водородный показатель	рН	6 - 9
Общая минерализация (сухой остаток)	мг/л	1000 (1500)1
Жесткость общая	ммоль/л	7 (10)1
Окисляемость перманганатная	мг/Ол	5,0
Неорганические вещества
Железо (Fe )	мг/л	0,3
Марганец (Mn )	-//-	0,1
Нитраты (по NO3-­)	-//-	45
Сульфаты (SO42-)	-//-	500
Фториды (F)Для климатических районов I и II - III		1,5 1,2
Хлориды (Cl)	-//-	350
Хлор - остаточный свободный - остаточный связанный	-//- -//-	0,3 - 0,5 0,8 - 1,2
Озон остаточный	-//-	0,3
Остаточные количества: - железа	-//-	0,3

Благоприятные органолептические свойства воды должны соответствовать показателям

Показатели	Единицы измерения	Нормативы, не более
Запах	баллы	2
Привкус	баллы	2
Цветность	градусы	20 (35)1
Мутность	мг/л	1,5 (2)1

Примечание 1) по согласованию с органами санэпиднадзора.

Радиационная безопасность питьевой воды обеспечивается показателями: общая - радиоактивность (0,1 Бк/л) и общая - радиоактивность 1,0 Бк/л.

Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды при нецентрализованном (местном) водоснабжении определяются СанПиН 2.1.4.1175 -02. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест.

Показатели	Единицы измерения	Нормативы, не более
Запах	баллы	2 - 3
Привкус	баллы	2 - 3
Цветность	градусы	30
Мутность	мг/л	2
Нитраты (NO3-)	мг/л	45
Общее микробное число	Число образующих колоний бактерий в 1 мл	Не более 50
Химические вещества	мг/л	ПДК

Эпидемическая опасность этих источников ниже, чем при централизованном водоснабжении, поэтому используется ограниченный перечень показателей, представленных в таблице 4.

Физиологическая полноценность питьевой воды определяется минимально необходимыми и оптимальными величинами общей минерализации, жесткости, содержанием катионов Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺ и анионов Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-. При этом считается, что минимально необходимый уровень минерализации должен составлять 100 мг/л, а оптимальный - 400 мг/л.

Методы улучшения качества питьевой воды

Классификация

1. основные (осветление, обесцвечивание, обеззараживание),

2. специальные (обезжелезивание, фторивание и обесфторивание, опреснение, умягчение, дезактивация и т.д.).

Осветление и обесцвечивание воды проводится отстаиванием, фильтрацией и коагуляцией. Осветление - удаление из воды взвешенных веществ. Обесцвечивание - устранение окрашенных коллоидов. Частично при этом происходит и удаление микроорганизмов.

При необходимости на первом этапе очистки вода из открытых источников очищается от фито- и зоопланктона и крупных взвесей с использованием микрофильтров и барабанных сит.

Для устранения коллоидов необходима коагуляция - процесс укрупнения примесей вследствие их агрегации и образования хлопьев. Этот процесс позволяет интенсифицировать очистку воды. Наиболее часто используемый коагулянт - глинозем или сульфат алюминия. Возможно использование сульфата и хлорида железа. При добавлении к воде коагулянта (сульфата алюминия) происходит образование гидрооксида алюминия и агломерация коллоидных частиц в виде хлопьев, которые активно адсорбируют и часть растворенных в воде веществ. Коагуляция подготавливает воду для дальнейшей обработки и в ряде случаев в схеме обработки воды может отсутствовать.

Существующие в настоящее время отстойники предназначены для удаления крупнодисперсных взвесей и подразделяются на отстойники вертикальные и горизонтальные. Принципом их работы является осаждение взвешенных веществ за счет замедления скорости течения воды.

Следующим этапом обработки является фильтрация. Фильтры классифицируют:

1. по скорости потока - медленные и скорые,

2. по направлению потока - одно- и двухпоточные,

3. по количеству фильтрующих слоев - одно-, двух- и многослойные.

В качестве фильтрующих материалов используется кварцевый песок, антрацит, керамзит и другие подобные материалы.

Способы работы медленных и скорых фильтров принципиально различаются. В работе медленных фильтров принципиальную роль играет биологическая пленка, образующаяся на поверхности кварцевого песка из илистого осадка при "созревании" фильтра. За счет биоокисления органических веществ на этой пленке уменьшается количество бактерий в воде (до 99%), снижается окисляемость и цветность. Однако, при увеличении толщины биопленки фильтрация прекращается. Устройство скорых фильтров позволяет предотвратить этот процесс за счет промывки фильтра обратным потоком воды. Вода проходит фильтрующий и поддерживающий слои фильтра с более высокой скоростью, чем при медленной фильтрации. Далее через распределительную систему она направляется в резервуар чистой воды.

Для интенсификации процесса фильтрации повышают грязеемкость фильтров за счет технических решений - увеличения количества фильтрующих слоев (фильтр двухслойной загрузки) и наличия двух потоков воды (фильтры АКХ и ДДФ). При этом резко увеличивается производительность и эффективность работы фильтров.

При работе скорых фильтров в слое зернистой загрузки может происходить процесс коагуляции - так работают контактные фильтры и осветлители. Их применение не требует предварительного отстаивания и коагуляции.

Сравнительная эффективность различных способов фильтрации представлена в таблице 5.

Тип фильтра	Скорость фильтрации в м/час	Задержка бактерий в %
Медленный фильтр	0,1 - 0,2	99
Скорый фильтр	5 - 8	60 – 95
Скорый двухслойный фильтр	10 - 12	70
Фильтр АКХ	12 - 15	80 – 96
Контактный осветлитель	4 -5	до 99

Сравнительная эффективность способов фильтрации.

Обеззараживание воды может проводиться:

• химическими (реагентными) способами: хлорированием и озонированием;

• физическими (безреагентными): кипячением, УФО-облучением, облучением гамма-изучением и т.д.

По техническим и экономическим причинам основным методом обеззараживания воды на водопроводных станциях является хлорирование с использованием газообразного хлора, хлорной извести, двуокиси хлора, гипохлоритов кальция и натрия.

В практике используются следующие способы:

1. хлорирование нормальными дозами хлора,

2. гиперхлорирование,

3. хлорирование с преаммонизацией.

В первом случае доза хлора устанавливается по хлорпотребности воды, зависящей от хлорпоглощаемости.

Хлорпоглощаемость - количество хлора, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ и обеззараживание бактерий в 1 литре воды в течение 30 минут.

Хлорпотребность - количество хлора, которое обеспечивает хлорпоглощаемость при дозе остаточного активного хлора в пределах 0,3 - 0,5 мг/л.

При гиперхлорировании дозы хлора (обычно 10 - 20 мг/л) превышают хлорпотребность воды. Этот способ применяется при неблагоприятной эпид-

обстановке, в военно-полевых условиях, при чрезвычайных ситуациях. Избыточное количество активного хлора удаляется путем дехлорирования (фильтацией через активированный уголь или тиосульфатом натрия).

При содержании в воде фенолов и для более длительного бактерицидного эффекта (при транспортировке по водопроводным сетям) используется хлорирование с преаммонизацией - помимо хлора в воду вводится аммиак - образуются хлорамины, которые в реакцию с фенолами не вступают. При этом не ухудшаются органолептические свойства воды, не образуются токсичные хлорорганические соединения. При этом количество остаточного связанного хлора в воде должно быть 0,8 - 1,2 мг/л.

Более перспективным методом является озонирование воды. При разложении озона в воде образуются кислород и свободные радикалы, которые являются сильными окислителями, обусловливающими бактерицидные свойства. При этом также происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов, в воде не образуются хлорорганические соединения.

____________