1.Значение воды для человека.

Физиологическое значение воды для человека состоит в том, что вода входит в состав всех биологических тканей. 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 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. Вода выполняет некоторую общерегуляторную функцию на клеточном уровне с воздействием практически на все структуры клетки.

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 служит основной составной частью крови, секретов и экскретов организма. В связи с этим важной функцией воды в организме 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.

Одним из механизмов саморегуляции питьевого режима является жажда. Возникновение жажды связано с водно-электролитным балансом в организме и обусловлено нарушением осмотического давления. Появление жажды служит первым сигналом сдвига водно-электролитного баланса в сторону увеличения концентрации солей в тканях и запуска механизма саморегуляции осмотического давления. Сдвиги осмотического давления компенсируются деятельностью почек, легких, кожи, эндокринной системы, водно-электролитными депо печени, мышц и других органов.

В обычных условиях количество выпиваемой жидкости не должно превышать 1-1,5 л/сут. Дополнительно с продуктами питания поступает 1-1,2 л воды; в результате окисления пищевых веществ образуется до 0,5 л воды.

Очень важно отметить эпидемиологическое значение воды: 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Распространенность инфекционных заболеваний, передающихся через воду, несмотря на принимаемые меры, чрезвычайно велика во всем мире. Среди них можно выделить такие, как : кишечные инфекции бактериальной природы (холера, брюшной тиф, дизентерия и т.п.), вирусные заболевания (инфекционный гепатит, полиомиелит, аденовирусные и энтеровирусные инфекции), лептоспирозы, бактериальные зоозные инфекции, протозойные заболевания, глистные инвазии и др.

2. Нормы водопотребления; факторы их определяющие.

Общий годовой сток всех рек Земли достигает почти 40000 км³, что вполне покрывает потребности человека в пресной воде. Однако в последние десятилетия многие регионы мира, особенно густонаселенные и промышленно развитые, испытывают острый недостаток питьевой воды. Первая причина нехватки воды заключается в том, что источники воды, пригодной для питья, распределены крайне неравномерно как в целом на земле, так и в отдельных странах Недостаток воды ощущается прежде всего в крупных городах, в местностях с развитой промышленностью и сельским хозяйством, использующим орошаемые земли.

Вторая важнейшая причина нехватки пресной воды носит антропогенный характер. Это не абсолютное уменьшение количества воды, а снижение ее качества в результате загрязнения микроорганизмами и химическими веществами при поступлении в водоемы хозяйственно-фекальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.

В связи с сокращением запасов пресной воды на Земле и снижением качества природных вод перед человечеством возникает проблема «водного голода». Для уменьшения «водного голода» можно выделить два основных тесно взаимосвязанных направления мероприятий. К первому направлению следует отнести сохранение качества природных вод, в первую очередь эффективную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоемы. Однако не менее важно загрязнение окружающей среды промышленными сточными водами. В этой области решение видится в разработке и совершенствовании способов очистки сточных вод промышленных объектов, применении «оборотного водоснабжения», т.е. многократного повторного использования очищаемой воды в технологических целях. В последующем возможно применение «сухих технологий», не требующих воды и, следовательно, не приводящих к загрязнению водоемов.

Второе направление борьбы с «водным голодом» предусматривает рациональное использование и увеличение естественных запасов воды. Это строгая экономия питьевое воды как для бытовых, так и для производственных нужд, и постоянная борьба с потерями этого ценнейшего и дорогостоящего продукта, в том числе и экономическими методами. Повысить водообеспечение населения можно путем создания искусственных водохранилищ, аккумулирующих запасы пресной воды. Строительство водохранилищ одновременно решает и другие важные народнохозяйственные вопросы – энергетические, транспортные, промышленные, сельскохозяйственные, гигиенические, эстетические.

В последние годы разрабатывается также методы накапливания запасов пресных вод в подземных водоносных горизонтах от поверхностных стоков, в том числе паводковых вод.

Одной из гипотетически возможностей получения больших количеств пресной воды является растопление вечных льдов Арктики, а также айсбергов, но это вероятно приведет к значительному повышению уровня мирового океана.

Практически неисчерпаемым резервом остаются соленые воды морей и океанов, которые можно подвергать опреснению.

3.Источники водоснабжения, их характеристики.

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. Атмосферные осадки, накапливающиеся на водонепроницаемом пласте (первом, втором и т.д.), образуют водоносный горизонт. Водоносные горизонты могут иметь естественные выходы подземных вод, называемые ключами (родниками). Вода водоносных горизонтов, расположенных между двумя водоупорными пластами (ложем и кровлей), называется межпластовой. Напорные межпластовые воды, залегающие, как правило, на значительной глубине (50 м и более), называются артезианскими.

Качество грунтовых вод определяется санитарным состоянием вышележащего фильтрующего слоя почвы. При химическом и биологическом загрязнении почвы и поверхностном расположении водоносного горизонта санитарная безопасность грунтовых вод значительно снижается. Из-за ограниченности дебита и ненадежности в санитарном отношении грунтовые воды используются преимущественно для сельского водоснабжения и редко как источник централизованного водоснабжения городов.

Межпластовые воды благодаря защищенности водоносных горизонтов по качеству воды в большинстве случаев соответствуют требованиям ГОСТ и могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей без предварительной обработки. Межпластовые воды обычно обладают хорошими органолептическими свойствами, в них почти полностью отсутствуют микроорганизмы. Нарушение водоупорных перекрытий межпластовых водоносных горизонтов может приводить к их загрязнению, в этих случаях необходима предварительная обработка воды — очистка и обеззараживание. К поверхностным источникам вод относят естественные (реки, озера, моря) и искусственные (водохранилища, каналы, пруды и др.) водные объекты. Поверхностные водоисточники, как правило, наиболее обильны, вода в них слабо минерализована. Однако эти источники загрязняются легче, чем подземные. Загрязнение может быть следствием спуска промышленных и бытовых сточных вод, судоходства, лесосплава, массового купания и др. Степень и характер загрязнения определяются количеством и качественным составом неочищенных или недостаточно очищенных хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод, сбросовых вод ирригационных систем, сливных ливневых вод с поверхности населенных пунктов, сельско-хозяйственных полей и др. Поверхностные водоисточники могут загрязняться органическими и неорганическими веществами, в них могут попадать возбудители кишечных инфекций, яйца гельминтов, простейшие. Наиболее распространенными химическими загрязнениями являются синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенолы, ядохимикаты, соли тяжелых металлов, алифатические и ароматические амины. В хозяйственно-питьевом водоснабжении используются в основном пресные воды, подземных и поверхностных водоисточников и лишь в отдельных случаях, по согласованию с органами санитарно-эпидемической службы, — подземные воды с минерализацией до 1,5 г/л. Вместе с тем все более широко применяют соленую (морскую) воду и солоноватые подземные воды, которые опресняют и кондиционируют, доводя до требований ГОСТ.

4.Самоочищение водоемов.

Каждый водоем — это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочищения протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу (определяемому по биохимической потребности кислорода — ВПК) или по общему содержанию органических веществ (определяемому по химическому потреблению кислорода — ХПК.

В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски — постоянные обитатели водоемов — являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

5.Особенности сельского водоснабжения. Гигиенические требования к размещению и устройству шахтных и трубчатых колодцев.

Большинство сельских населенных пунктов обеспечивается нецентрализованным водоснабжением. Для обеспечения населения доброкачественной водой нужно правильно определить место расположения водозаборных сооружений на основании геологических и гидрологических данных, а также результатов санитарного обследования близлежащей территории.

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 служит защитой от поверхностного загрязнения колодца и должен выступать над землей на 0,7 – 0,8 м.

Мелкотрубчатые колодцы используют для добычи воды с небольших глубин (до 8м). Они состоят из оголовка, обсадной трубы, погружаемой в пласт земли, насоса и фильтра. Насосы могут 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.

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

Контроль за состоянием воды в источниках нецентрализованного водоснабжения осуществляется центром госсанэпиднадзора.

6. Показатели качества воды и их влияние на здоровье человека.

- Чистота воды

характеризует отсутствие в ней примесей, бактерий, солей тяжелых металлов, хлора и т.д. Следует иметь в виду, что тяжелые металлы - это те же микроэлементы, концентрация которых многократно превышает естественный природный фон, в котором человек формировался как биологический вид. Главным источником загрязнения воды тяжелыми металлами и хлором является деятельность человека. Именно, благодаря ей, в водопроводной воде появляются медь, свинец, ртуть, цинк и др. в недопустимой для организма человека концентрации.

- Жесткость воды

обусловлена наличием в ней растворимых солей кальция и магния. Подземная вода из многих скважин содержит слишком большое количеств кальция. Однако, человеческий организм умеет выводить излишки кальция. Поэтому избыток солей кальция и магния оказывает влияние в основном на вкусовые качеств воды, ухудшает воздействие мыльных порошков и условий эксплуатации котельных установок и трубопроводов. Медицинская статистика не выявила зависимости между жесткостью воды и какими-либо заболеваниями.

- Кислотно-щелочной показатель

Иное дело, кислотно - щелочной показатель воды, от которого чрезвычайно зависит здоровье человека. Следует иметь в виду, что этот показатель отражает степень кислотности или щелочности среды, но не количество кислоты или щелочи. Точно так же, как, например, температура характеризует степень нагретости тела, но не количество содержащегося в нем тепла.

Под влиянием слабого электричества молекула вод распадается (диссоциирует) на свободные водородные ионы (Н+) и гидроксильную группу (ОН-). Повышенное содержание свободных водородных ионов является показателем кислотной реакции, а повышенное содержание группы ОН щелочной реакции воды. Когда содержание тех и других равно, говорят, что вода имеет нейтральную реакцию. Степень диссоциации берется за показатель кислотно - шелочного равновесия и обозначается рН. У нейтральной воды рН=7, в такой воде либо нет кислот и щелочей, либо они присутствуют в равном количестве. Уровень рН характеризует любую воду и однозначно указывает на ее кислотный или щелочной характер. Например, рН в речных водах находится в пределах 6,5 - 8,5, в морских водах 7,9 - 8,3, в болотах 5,5 - 6,0, в атмосферных осадках 4,6 - 6,1.

рН воды - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющий характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. При низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (больше 11) приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно по этой причине для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН от 6 до 9.

Живые среды организма, за исключением желудочного сока, для которого рН=1, имеют слабощелочную реакцию. Например, рН здоровой лимфы - 7,5; слюны - 7,4, а рН крови - 7,43, и даже незначительное снижение этого показателя в сторону закисления всего лишь до 7,1 не совместимо с жизнью. Сдвиг равновесия в сторону повышения кислотности приводит к тому, что организм для нейтрализации лишних кислот начинает использовать кальций. Поскольку кальций из продуктов питания усваивается очень трудно, организм со временем забирает его из костей, вызывая остеопороз.

- Окислительно-восстановительный потенциал

Основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность организма, являются окислительно-восстановительные процессы, которые связаны с передачей или присоединением электронов. Во время окислительной или восстановительной реакции изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества. Одно вещество отдает свои электроны и, заряжаясь положительно, окисляется. Другое - приобретает электроны и, заряжаясь отрицательно, восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними называется окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), или редокс-потенциалом. ОВП внутренней среды организма человека в норме всегда имеет отрицательное значение и обычно находится в пределах от -100 до - 200 мВ. Это означает, что активность электронов во внутренней среде организма намного выше, чем активность электронов в питьевой воде. Попав в организм, питьевая вода начнет отнимать электроны от клеток и тканей, подвергая биологические структуры (клеточные мембраны, органоиды клеток, нуклеиновые кислоты и др.) окислительному разрушению. Словом, питьевая вода с положительным значением ОВП биологически несовместима с внутренней средой организма.

7. Централизованное водоснабжение, преимущества. Виды и элементы водопровода. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения.

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.

При выборе подземного источника следует отдавать предпочтение глубоким межпластовым водам, которые наиболее надежны в химическом и эпидемиологическом отношении.

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. 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.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) - территория, включающая источник водоснабжения и/или водопровод, иной объект. ЗСО состоит из поясов, на которых устанавливаются особые режимы хозяйственной деятельности и охраны.

ЗСО организуются в составе трёх поясов:

- первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборных сооружений, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала.

- второй пояс (пояса ограничений или зона микробного загрязнения) определяется гидродинамическим расчётным путём и включает территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

- третий пояс (зона химического загрязнения) определяется гидродинамическими расчётами, исходя из условия, что если за её пределами в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они окажутся вне области питания водозабора или достигнут её не ранее истечения расчётного срока эксплуатации.

8. Отстаивание и коагуляция как методы очистки воды при централизованном водоснабжении, их гигиеническая характеристика.

Самым простым и доступным для всех методом очистки питьевой воды является отстаивание водопроводной воды. При этом в течение определенного времени улетучивается остаточный свободный хлор (Сl2), который применяют в системах водозабора для обеззараживания воды. Кроме того, под действием гравитационных сил происходит осаждение относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии. В некоторых случаях осадок «желтеет».

Коагуляция – образование и осаждение в жидкой фазе гидроксидов железа или алюминия с адсорбированными на них коллоидами загрязнений стоков и соосажденными гидроксидами тяжелых металлов.

При коагуляции в обрабатываемые стоки вводятся специальные реагенты, при взаимодействии которых с водой образуется новая малорастворимая высокопористая фаза, как правило, гидроксидов железа или алюминия. Происходит также соосаждение тяжелых металлов, по свойствам близких к вводимому в раствор коагулянту. Этот метод широко распространен в водоподготовке. Образующиеся хлопья размером 0,5–3,0 мм имеют очень большую поверхность с хорошей сорбционной активностью. В процессе ее образования и седиментации в структуру включаются взвешенные вещества (ил, клетки планктона, крупные микроорганизмы, остатки растений и т. п.), коллоидные частицы и та часть ионов загрязнений, которые ассоциированы на поверхности этих частиц.

Современные коагулянты на основе гидроксохлорида – полигидроксохлорид, гидроксохлорсульфат алюминия, Аква-Аурат и т. п. – позволяют существенно повысить качество и интенсифицировать процесс очистки сточных вод. Для повышения эффективности процессов коагуляции и реагентного осаждения широко используется полиакриламид.

Сократить объем используемого оборудования и расход реагентов позволяет так называемая контактная коагуляция. Она реализуется при введении раствора коагулянта перед механическим фильтром воды. В этом случае зерна загрузки и адсорбированные на них частицы служат центрами коагуляции – «затравкой». При этом резко ускоряется процесс роста хлопьев, которые образуются непосредственно на зернах загрузки и, соответственно, отпадает необходимость в их отстаивании. Процесс очистки сточных вод ускоряется в десятки раз.

9. Фильтрация как метод очистки воды при централизованном водоснабжении, гигиеническая характеристика.

Фильтрация — задержка нерастворимых твердых частичек (гелей, взвесей) определенной величины (лимитируется размерами отверстий) происходит в порах микропористой структуры полимерного или керамического фильтра. Дальнейшая очистка заключается в удерживании порами сорбента (чаще всего активированного угля, приготовленного особыми методами) органических молекул (в т.ч. стиральных порошков), остатков хлора и других газов, некоторых тяжелых металлов и т.д.

При эксплуатации таких систем необходимо следить, чтобы выходные части фильтров не зарастали бактериальными пленками, которые могут вызвать вторичное заражение очищенной воды.

Рассмотрим медленные фильтры. Это 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.

К несомненным достоинствам медленных фильтров относятся равномерная, близкая к естественной, фильтрация, при которой задерживание бактерий достигает 99%, а также простота устройства. Но фильтрация в таких фильтрах происходит очень медленно и составляет лишь 10 см вод. ст/ч.

Данная система очистки воды в настоящее время используется в нашей стране лишь на малых, чаще всего сельских водопроводах.

Для городского водоснабжения используются скорые фильтры. Это бетонные резервуары с двойным дном. Нижнее дно сплошное, а верхнее перфорированное, что обеспечивает дренажные свойства фильтра. Вода для фильтрации подается сверху и отводится снизу через дренажное пространство. 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. Несколько ниже у них и способность задерживать бактерии, которая составляет 95%.

Еще большей производительностью обладают модернизированные скорые фильтры с двухслойной загрузкой. В них верхний фильтрующий слой представлен антрацитовой крошкой, а нижний – кварцевым песком. Благодаря образованию центров коагуляции на крупных частицах антрцитовой крошки в верхнем слое задерживается значительное количество крупнодисперсной взвеси. Фильтрация производится со скоростью 10 м вод. ст./ч.

Академией коммунального хозяйства разработаны новые фильтры АКХ, в которых устранен недостаток односторонней фильтрации обычных фильтров. В фильтрах АКХ вода подается как сверху, так и снизу, а профильтрованную воду отводят из средней части фильтра через специально дренажное устройство. Такой принцип фильтрации позволяет повысить производительность очистки воды до 12-15 м³/ч.

Наиболее удобная и эффективная модель скорых фильтров – контактный осветлитель (КО). Нижний слой загрузки в нем состоит из гравия, а верхний – из кварцевого песка. Процесс КО идет быстрее и полнее в результате образования на гравии крупных хлопьев и задержки на них взвеси. Грязеемкость таких фильтров значительно повышена. Скорость фильтрации достигает 5-6 м³/ч, а полный цикл обработки воды составляет около 8 ч.

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 очискти на фильтрах вода проходит обеззараживание.

10. Хлорирование как метод обеззараживания воды при центрадизованном водоснабжении, гигиеническая оценка.

Хлорирование воды - наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести. Необходимая доза дозируемого вещества устанавливается пробным хлорированием воды: она определяется хлорпоглощаемостью воды (количество хлора, необходимое для связывания содержащихся в воде органических соединений). С целью уничтожения микробов хлор вводят с избытком из того расчёта, чтобы через 30 мин после хлорирования воды содержание остаточного хлора было не менее 0,3 мг/л. В некоторых случаях проводится двойное хлорирование воды – до фильтрации и после чистки воды. Также при эпидемиологических катастрофах проводится суперхлорирование с последующим дехлорированием воды.

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 занесколько сеунд до подачи хлора. Хлор связывается с аммиаком и образуется хлорамины, оказывающие мощное и длительное обеззараживающее действие.

Содержание в питьевой воде свободного остаточного хлора регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" (содержание в воде свободного остаточного хлора 0,3 – 0,5 мг/л).

44. Озонирование как метод обезораживания воды при централизованном водоснабжении, гигиеническая оценка

Озонирование воды - это метод водоподготовки, при котором происходит глубокая и комплексная очистка воды без каких либо побочных эффектов. Озонирование имеет несомненные преимущества перед другими технологиями, представленными на рынке. Озон, природный окислитель, благодаря своей активности, при смешивании с очищаемой водой, достаточно быстро окисляет загрязнения, переводя их из растворенного состояния во взвесь, которая легко задерживается на угольном фильтре. Остаток озона превращается опять в кислород, из которого он и был произведен, вода же, пройдя через угольный фильтр - осветлитель подается Потребителю. Процесс очистки происходит достаточно быстро, при этом не требуется никаких расходных реагентов, материалов, регламентных работ, в воде не образуется вредных примесей, сохраняется минеральный состав и уровень Ph, другими словами, очистка является абсолютно экологически безопасной. Большинство самых распространенных загрязнений, это металлы, за исключением золота и платины, и другие загрязнения - практически все органического происхождения, подвержены озоновому окислению. Обладая высокой стерилизующей способностью, озон оказывает обеззараживающее воздействие на возбудителей вирусных заболеваний, в том числе и на споры, стойкие к хлорной обработке. Благодаря озоновой технологии, Потребитель всегда получает очищенную, насыщенную кислородом и обеззараженную питьевую воду, высочайшего качества.

Озонирование воды широко исп-ся, например, при очистке воды из подземных и поверхностных источников, оборотной воды бассейнов, очистке и стерилизации сточных вод, применяется для обеззараживания воды, предназначенной для бутилирования, удаляя из воды все неприятные привкусы и запахи, используется для дезодорации воздуха, очистки вентиляционных выбросов и т.д. Одной из актуальных проблем человечества в новом тысячелетии является водоподготовка: очистка и получение пригодной для потребления воды. На сегодня вода (по данным ВОЗ) менее чем из 1% источников хозяйственного водоснабжения не требует дополнительной очистки. В остальных случаях подготовка и особенно обеззараживание воды просто необходимы, так как при использовании некачественной воды достаточно велик риск всевозможных заболеваний.

Основными загрязняющими факторами, вредными для человека, являются повышенное содержание железа, марганца, сероводорода, всевозможной органики, неприятные привкус и запах, неестественный цвет. Загрязнения в воде могут присутствовать как в виде взвеси (мутность, осадок), так и в растворенном состоянии. Взвешенные частицы особой проблемы для очистки не представляют и, как правило, задерживаются обычными механическими фильтрами различных конструкций и габаритов, но растворенные загрязнения такие фильтры задержать не могут.

Самый наглядный и распространенный пример - это растворенное железо в воде артезианской скважины, когда поступающая из скважины вода, пройдя через фильтры механической очистки достаточно прозрачна, но в течение короткого времени, после контакта с окружающим воздухом, начинает мутнеть и появляется ржавый осадок. Для того, чтобы хорошо очистить воду от растворенных загрязнений, необходимо использовать мощный реагент-окислитель (реагентная система очистки), который вступая в реакцию с растворенными включениями, переводит их из растворенных форм во взвесь, которая уже задерживается на механическом фильтре.

Окислители, широко применяемые сегодня - это ХЛОР, МАРГАНЦОВКА (доставляются и поддерживается запас, либо входит в состав фильтрозагрузки) и ОЗОН (вырабатывается из окружающего воздуха по мере необходимости). Озон - природный окислитель, выделяется из этого ряда во-первых, своей активностью, которая на порядок выше, во-вторых, ограниченным временем жизни, составляющим считанные минуты.

Технология очистки воды.

Проблема методов очистки воды, использующих «долгоиграющие» окислители (хлор и марганцовка), заключается в том, что реагенты, добавляемые в исходную воду, не полностью вступают в реакцию с растворенными включениями. Только сезонная нестабильность скважинной воды гарантирует, что Потребитель получает воду либо с остаточным реагентом, либо с недоочищенными включениями. Вода, прошедшая такие виды очистки характеризуется как техническая или условно питьевая.

В Установках, основанных на использовании озона, происходит следующее:

Озон, активная форма кислорода, являясь очень мощным окислителем и стерилизующим агентом, обеспечивает окисление металлов и дезактивацию бактерицидных, даже вирусных и споровых загрязнений, что недоступно для других методов стерилизации (таких как хлорирование, обработка УФИи т.п.).

Озон производится генератором из окружающего воздуха О2 - О1 с необходим запасом, безнапорным образом (эжектированием) подается в очищаемую воду, обеззараживая ее, окисляя органические и неорганические примеси (например железо, сероводород, марганец), переводя их из растворенных форм в формы, поддающиеся фильтрации. Излишек озона превращается в обычный кислород О1 - О2. Вода же, пройдя через фильтрующую загрузку из активированного угля, избавляется от остаточного растворенного озона О1 - О2 и подается потребителю, который получает чистую, насыщенную кислородом родниковую воду, которая сохранила в себе все необходимые человеку минеральные соли.

На поверхности и в толще угля:

1. Происходит каталитическое доокисление продуктов озонолиза.

2. Озон превращается в кислород.

3. Задерживаются продукты окисления, переведенные в осадочные включения и взвеси.

Активированный уголь в Установке работает не как адсорбент, имеющий ограниченный срок действия, а как катализатор и промывной механический фильтр, не имеющий никаких ограничений по сроку службы. Промывки производятся в ручном или автоматическом режиме.

Схема установки