16. Забруднення питної води в містах

Питна вода – найважливіший фактор здоров’я людини. У крани міських квартир питна вода потрапляє з річок, водосховищ, озер, із підземних глибин. Найбільш чиста – підземна (особливо глибинна, артезіанська) вода. Але для великих міст цієї води не вистачає.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я вода може містити 13 тисяч токсичних речовин, нею передається до 80 % усіх існуючих захворювань, від яких у світі щорічно вмирає 25 млн. чоловік.

У реальних умовах вода містить органічні й мінеральні сполуки, мікро- і макроелементи, гази, колоїдні частинки та живі мікроорганізми. Основні компоненти питної води незмінні – гідрокарбонатні, сульфатні та хлористі солі кальцію, магнію та натрію. Серед мінералів у воді є кремній, фтор, стронцій, цинк, серед макроелементів – залізо і калій. Вміст цих речовин не повинен перевищувати так звані гранично допустимі концентрації (ГДК).

Частки ґрунту і все, що піддається гниттю, вносить у воду органічні сполуки. Їх різноманіття величезне. Брудною й мутною воду роблять колоїдні частки (гідрозолі і гелі). Це мікроскопічні частинки мінерального та органічного походження. А ще будь-яка річкова вода містить токсичні речовини промислового та комунально-побутового походження, а саме: стійкі пестициди, нафтопродукти, феноли, важкі метали, нітрати та інші. Вони можуть роками існувати в природному середовищі, майже не розкладаючись. І, нарешті, відкриті водоймища містять величезну кількість мікроорганізмів – простіших, бактерій, мікроскопічних водоростей, грибів, вірусів. Чим брудніше вода (чим більше в ній міститься колоїдних та органічних речовин), тим різноманітніші й багаточисельніші мікроорганізми. Із простіших для людини небезпечні лямблії та дизентерійні амеби: перші викликають запалення жовчних шляхів, другі – діарею (пронос). Окрім того, водним шляхом передаються мікробактерії туберкульозу, кишкова паличка, збудники бруцельозу, дизентерії, сальмонельозу, черевного тифу, різні віруси (особливо небезпечний вірус гепатиту А) та один із найнебезпечніших ворогів людства – холерний вібріон. Всі відомі епідемії холери починались із уживання зараженої води.

Щоб природна вода була придатна для вживання, вона проходить декілька стадій очищення та знезараження на водопровідних станціях.

Способи очищення забруднених вод можна об’єднати в наступні групи: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні, комплексні. Механічні способи очищення застосовуються для очищення стоків від твердих та масляних забруднень. Механічне очищення здійснюється одним із наступних методів:

• подрібнення великих за розміром забруднень на менші за допомогою механічних пристроїв;

• відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачів та інших відстійників;

• вилучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;

• фільтрування стоків через сітки, сита, спеціальні фільтри, а та-кож шляхом пропускання їх через пісок.

Вибір схеми очищення води від зважених часток та нафтопродуктів залежить від виду та кількості забруднень, необхідного ступеня очищення.

Фізико-механічні способи очищення стоків та води базуються на флотації, мембранних методах очищення, азотропній відгонці.

Флотація – процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода – повітря, вода – тверда речовина). Процес очищення нафтопродуктів, волокнистих матеріалів та інших речовин флотацією полягає в утворенні системи “частинки забруднень – бульбашки повітря”, що спливає на поверхню та видаляється спеціальними водними транспортерами.

Хімічне очищення використовується як самостійний метод, або як попередній перед фізико-хімічним та біологічним очищенням. Його використовують для видалення з них важких металів, для окислення сірководню та органічних речовин, для дезинфекції води та її знебарвлення.

Розглянемо фізико-хімічні методи. Коагуляція – це процес з’єднання дрібних частинок забруднювачів у більші за допомогою коагулянтів. Для позитивно заряджених частинок коагулюючими іонами є аніони, для негативно заряджених – катіони. Як коагулянти використовується вапняне молоко, солі алюмінію, заліза, магнію, цинку, сірчанокислого кальцію, вуглекислого газу тощо. Флокуляція – процес агрегації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Як флокулянти використовують активну кремнієву кислоту, ефіри, крохмаль, целюлозу, синтетичні органічні полімери. Для освітлення води одночасно використовуються коагулянти та флокулянти. Коагуляція та флокуляція здійснюється у спеціальних камерах та ємностях.

Сорбція – процес поглинання забруднень твердими та рідкими сорбентами (активованим вугіллям, золою, дрібним коксом, торфом, силікагелем, активною глиною тощо. Пристрої для вилучення зі стічних вод або розчинів забруднень за цим методом виготовляють у вигляді фільтрів.

Після механічних, хімічних та фізико-хімічних методів очищення стічні води підлягають біологічному очищенню (мікроорганізми) для остаточної очистки стоків від органічної речовини. Біологічне очищення здійснюється в біофільтрах, в аеротенках, в біотенках тощо.

Після визначених методів очищення у стічних водах можуть знаходитись різноманітні віруси та бактерії (дизентерійні бактерії, холерний вібріон, збудники черевного тифу, вірус поліомієліту, вірус гепатиту та інші). Знешкодити мікроорганізми, які залишились, можна 4 способами:

• термічно (скип’ятити);

• за допомогою сильних окисників (наприклад, хлору, озону, марганцевокислого калію);

• впливом іонів благородних металів (зазвичай використовується срібло);

• фізичними методами (за допомогою ультрафіолетових променів або ультразвуку).

При масовому очищенні питної води найдешевшим та найдоступнішим варіантом є хлорування. Воду насичують хлором і залишають у спеціальних рез ервуарах-відстійниках, доки зайвий газ не звітриться та концентрація його у воді не знизиться до гранично допустимих норм.

Проблема забезпечення населення України якісною питною водою з кожним роком ускладнюється, стає більш гострою. Склалася ситуація, коли практично всі поверхневі, а в окремих регіонах і підземні води за рівнем забруднення не відповідають вимо-гам стандарту на джерела водопостачання. Кияни, наприклад, ко-ристуються переважно деснянською водою, яка досить часто містить радіонукліди, пестициди, нітрати та інші токсичні речовини. Очисні споруди і технологія очищення води застаріли і не оновлюються. Існуючі в країні методи очистки водопровідної та стіч-них вод не розраховані на звільнення від вірусів. Навіть багатоетапна система очищення на водопровідних станціях, а саме: хлорування, коагуляція, відстоювання, фільтрування й знову хлорування повністю не захищають воду від деяких патогенних бактерій і вірусів. 80 % усіх захворювань відбувається через недостатньо очищену воду. Хлорорганічні сполуки здатні викликати онкологічні захворювання, хвороби нирок і печінки, органів травлення. Збільшується ризик захворювань підшлункової залози, раком сечового міхура, пухлинами товстої кишки. Кип’ятіння води не може знешкодити отруйну органіку й наполовину. Коли людина миє посуд, приймає ванну, вона вдихає летючий хлороформ, що може призвести до серйозних захворювань дихальних шляхів. Досить невтішна статистика захворювання населення вірусним гепатитом А. Кількість захворювань цією хворобою в Україні досягає 300 випадків на рік, тобто 90 % захворювань на гепатит відбувається через вживання неякісної води. Особливо шкідливі солі важких металів. Вони поступово накопичуються в тканинах і органах, і лише через 10–15 років можуть викликати онкологічні захворювання, імпотенцію, безпліддя.

У торговельних закладах можна придбати різноманітні індивідуальні та колективні фільтри для водопровідної води. Але лише деякі з них здатні зробити воду максимально небезпечною. Універсальних фільтрів, здатних повністю очистити воду від усіх шкідливих домішок, просто не існує. Але в наш час фільтри стали предметом першої необхідності.