ком гигиена Гончарюк

ВОДОПРОВОД ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Существуют разные конструкции колонок, но наиболее распространенные — системы Черкунова и московского типа. Устанавливают их в районах застрой­ ки без ввода труб централизованного хозяйственно-питьевого водопровода в сооружения. При этом радиус обслуживания колонки должен быть не более 100 м. В последнее время в городах при централизованном водоснабжении с забором воды из поверхностных водоемов колонки широко применяют для ор­ ганизации бюветного артезианского водоснабжения1.

Водоразборная колонка системы Черкунова (рис. 31) состоит из назем­ ной и подземной частей. Подземная часть (смотровой колодец) имеет вид шахты с водонепроницаемыми железобетонными стенками и дном. Там размещены эжектор (его устанавливают на пути движения воды из водопроводной магист­ рали во внутреннюю водяную трубку колонки) и сливной бачок с воздушной трубкой. В железобетонном перекрытии шахты расположен герметично закры­ тый люк. Наземная часть колонки имеет выводную трубку и ручку, которая штангой соединена с клапаном, расположенным перед эжектором на выходе воды из водопроводной магистрали. Вокруг колонки в радиусе 1,5—2 м обору­ дуют отмостку с наклоном от колонки, под выводной трубой — лоток для от­ ведения воды, пролившейся во время пользования.

При нажатии ручки открывается клапан, и вода из водопроводной магист­ рали под давлением поднимается по водяной трубе и выливается через вывод­ ную трубу колонки. Когда ручку отпускают, клапан закрывается. Поскольку вода, оставшаяся в водяной трубе, в холодный период года замерзает и разры­ вает трубу, то предусмотрен ее слив в металлический бачок на дне смотрового колодца. При этом воздух из бачка через воздушную трубку поступает в шах­ ту. При повторном нажатии ручки и открывании клапана вода, выходя под да­ влением через суженное отверстие водопроводной магистрали в водяную тру­ бу, приводит в действие эжектор. Эффект эжекции (подсасывания), который возникает в первые секунды после открытия клапана и длится недолго, подса­ сывает воду из бачка в водяную трубку. Бачок через воздушную трубу запол­ няется воздухом из шахты. Таким образом, первые порции воды, поступающие из колонки сразу после нажатия ручки, являются смесью воды из водопровод­ ной сети и сливного бачка. Вследствие подсасывания воды из бачка давление в эжекторе выравнивается, эффект эжекции исчезает, после чего к потребителю поступает вода исключительно из водопроводной сети. Когда ручку отпуска­ ют, бачок снова наполняется водой из водяной трубки колонки.

Реальная угроза загрязнения воды в колонке может возникнуть в том слу­ чае, если шахта колонки заполнится водой. Пути поступления воды в шах­ ту могут быть различными. Так, атмосферные осадки и поверхностный сток

Бюветное водоснабжение осуществляется за счет локального водопровода. Его элемен­ тами являются: 1) подземный межпластовый (желательно, артезианский) источник I класса по ГОСТу 2761-84; 2) артезианская скважина; 3) подземная насосная станция с погружным центро­ бежным насосом; 4) напорный водовод; 5) бювет с водоразборными колонками (преимущест­ венно московского типа). Бюветное артезианское водоснабжение широко распространено в Кие­ ве, где централизованное водоснабжение осуществляется за счет Днепровского и Деснянского речных и артезианского водопроводов.

191

Рис. 31. Водоразборная колонка системы Черкунова:

1 — деталь эжектора и бачка; 2 — инжектор; 3 — муфта; 4 — суженный конец водопроводной трубы; 5 — противовес; 6 — лоток; 7 — штукатурка; 8 — настил из досок; 9 — воздушная трубка; 10 — водя­ ная труба; 11 —эжектор; 12 — скобы; 13 — штанга; 14 — песок; 15 — клапан (38 мм); 16 — запорный кран; 17 — бачок

могут проникать в смотровой колодец через неплотное перекрытие или негер­ метичный люк. При нарушении целости железобетонных стенок и дна шахты вода может поступить из почвы (почвенная влага, которая образуется при фи­ льтрации атмосферных и талых вод), особенно при высоком уровне стояния грунтовых вод. Шахта может быть залита водой, поступившей из водопровод­ ной сети. Это происходит при снижении давления в сети ниже 1 атм. При этом

192

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

зрачности и повышение цветности ухудшают органолептические свойства ко­ лодезной и родниковой воды, ограничивают ее использование, а иногда сви­ детельствуют о загрязнении воды в результате погрешностей в оборудовании водозаборных сооружений (колодцев или каптажей родников), неправильного их размещения относительно потенциальных источников загрязнения, или не­ правильной эксплуатации. Иногда причиной снижения прозрачности и повы­ шения цветности колодезной и родниковой воды может быть высокая концен­ трация солей железа (свыше 1 мг/л).

В колодезной воде, которая является эпидемически безопасной, индекс БГКП обычно не превышает 10 (коли-титр не менее 100), микробное число — не более 400 в 1 см3. При таких санитарно-микробиологических показателях в воде не определяют возбудителей кишечных инфекций, имеющих водный фактор передачи.

Содержание нитратов в колодезной и родниковой воде не должно превы­ шать 45 мг/л, в перерасчете на азот нитратов — 10 мг/л. Превышение указанной концентрации может обусловить водно-нитратную метгемоглобинемию (ост­ рый токсический цианоз) у младенцев, находящихся на искусственном вскарм­ ливании, вследствие использования воды с высоким содержанием нитратов для приготовления питательных смесей. Незначительное повышение уровня метгемоглобина в крови без угрожающих признаков гипоксии может наблю­ даться и у детей в возрасте от 1 до 6 лет, а также у людей пожилого возраста.

Увеличение содержания аммонийных солей, нитритов и нитратов в коло­ дезной и родниковой воде может свидетельствовать о загрязнении почвы, че­ рез которую фильтруется питающая источник вода, а также о том, что одно­ временно с этими веществами могли попасть патогенные микроорганизмы. При свежем загрязнении в воде увеличивается содержание аммонийных солей. На­ личие нитратов в воде при условии отсутствия аммиака и нитритов свидетель­ ствует о сравнительно давнем поступлении в воду азотсодержащих веществ. При систематическом загрязнении в воде выявляют как аммонийные соли, так и нитриты и нитраты. К увеличению содержания нитратов в грунтовых водах также приводит интенсивное использование в сельском хозяйстве азотных удобрений. Повышение перманганатной окисляемости грунтовой воды свыше 4 мг/л свидетельствует о возможном загрязнении легкоокисляющимися веще­ ствами минерального и органического происхождения. Одним из показателей загрязнения местных водоисточников водоснабжения являются хлориды. В то же время высокие концентрации (свыше 30—50 мг/л) хлоридов в воде могут быть вызваны их вымыванием из солончаковых почв. При таких условиях в 1 л воды могут содержаться сотни и тысячи миллиграммов хлоридов. Вода с со­ держанием хлоридов свыше 350 мг/л имеет солоноватый вкус и отрицательно влияет на организм. Для правильной оценки происхождения хлоридов следует учесть их наличие в воде соседних однотипных водоисточников, а также дру­ гие показатели загрязнения.

В отдельных случаях каждый из этих показателей может иметь и другую природу. Например, органические вещества могут быть растительного проис­ хождения. Поэтому воду из местного источника можно считать загрязненной

196

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОМУ ВОДОСНАБЖЕНИЮ

только при следующих условиях: 1) повышен не один, а несколько санитарнохимических показателей загрязнения; 2) одновременно повышены санитарномикробиологические показатели эпидемической безопасности — микробное число и коли-индекс; 3) возможность загрязнения подтверждается данными санитарного обследования колодца или каптажа родника.

Гигиенические требования к размещению и устройству шахтных ко­ лодцев. Шахтный колодец — это сооружение, при помощи которого населе­ ние набирает грунтовую воду и поднимает ее на поверхность. В условиях мес­ тного водоснабжения одновременно выполняет функции водозаборного, водо­ подъемного и водоразборного сооружений.

При выборе места размещения колодца, кроме гидрогеологических усло­ вий, необходимо учитывать санитарные условия местности и удобство пользо­ вания колодцем. Расстояние от колодца до потребителя не должно превышать 100 м. Колодцы размещают по уклону местности выше всех источников загряз­ нения, расположенных и на поверхности, и в толще грунта. При соблюдении этих условий расстояние между колодцем и источником загрязнения (площад­ кой для подземной фильтрации, выгребом, компостом и пр.) должно быть не менее 30—50 м. Если потенциальный источник загрязнения расположен выше по рельефу местности, чем колодец, то расстояние между ними в случае мелко­ зернистой почвы должно быть не менее 80—100 м, а иногда даже 120—150 м.

Научно обосновать величину санитарного разрыва между колодцем и по­ тенциальным источником загрязнения почвы можно по формуле Салтыкова — Белицкого, в которой учтены местные почвенные и гидрогеологические усло­ вия. Расчет основывается на том, что загрязнения, продвигаясь вместе с грун­ товыми водами в направлении колодца, не должны достичь места водозабора, то есть должно быть достаточно времени для обеззараживания загрязнения. Расчет производят по формуле:

где L — допустимое расстояние между источником загрязнения и точкой во­ дозабора (м), к — коэффициент фильтрации1 (м/сут) определяют эксперимен­ тально либо по таблицам, п, — уровень подземных вод в районе загрязнения водоносного горизонта, определяется экспериментально нивелиром; п2 — уро­ вень воды водоносного горизонта в точке водозабора; t — необходимое время движения воды между источником загрязнения и точкой водозабора (это вре­ мя принимается равным для бактериальных загрязнений 200 сут, а для хими­ ческих — 400 сут); ц — активная пористость почвы2.

Коэффициент фильтрации — расстояние, которое проходит вода в почве, двигаясь верти­ кально вниз под действием силы тяжести. Зависит от механического состава почвы. Составляет для среднезернистых песков — 0,432, для мелкозернистых — 0,043, для суглинков — 0,0043 м/сут.

Активная пористость — это соотношение объема пор образца водовмещающей породы к общему объему образца. Зависит от механического состава грунта: для крупнозернистых пес­ ков — 0,15, для мелкозернистых — 0,35.

197

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Эта формула пригодна для расчетов лишь в том случае, когда водовмещающей породой являются мелко- и среднезернистые пески. Если водовмещающей слой представлен крупнозернистыми песками или даже гравелистыми грунтами, к найденой величине следует добавить коэффициент запаса А:

Коэффициент определяют по формуле: А = ai + а2 + а3, где а! — радиус во­ ронки депрессии1 максимально составляет для крупнозернистых песков 300— 400 м, для среднего гравия — 500—600 м; а2 — расстояние, на которое распро­ страняется факел загрязнения (в зависимости от мощности источника загряз­ нения колеблется от 10 до 100 м); а3 — величина охранной зоны, нарушающей гидравлическую связь между факелом загрязнения и периферическим концом радиуса воронки депрессии (10—15 м).

Колодец — это вертикальная шахта квадратного или круглого сечения (пло­ щадью приблизительно 1 м2), которая доходит до водоносного слоя (рис. 33). Дно оставляют открытым, а боковые стенки закрепляют водонепроницаемым материалом (бетон, железобетон, кирпич, дерево и др.). На дно колодца насы­ пают слой гравия толщиной 30 см. Стенки колодца должны подниматься над поверхностью земли не менее чем на 1 м. Вокруг колодца оборудуют глиня­ ный замок и отмостку для предупреждения просачивания вдоль стенок колод­ ца (снаружи) загрязнений, которые вымываются из поверхностных слоев поч­ вы. Для строительства глиняного замка вокруг колодца выкапывают яму глу­ биной 2 м, шириной 1 м и заполняют ее жирной глиной. Для отмостки вокруг наземной части колодца поверх глиняного замка в радиусе 2 м делают подсып­ ку песком и заливают цементом или бетоном с уклоном для отведения в сторо­ ну от колодца атмосферных осадков и воды, разливающейся при пользова­ нии колодцем. Для отведения ливневых вод устраивают перехватывающую ка­ наву. В радиусе 3—5 м вокруг общественных колодцев должно быть сделано ограждение для ограничения подъезда транспорта.

Подъем воды из колодца желательно осуществлять при помощи насоса. Если это невозможно, то оборудуют коловорот с закрепленным на нем общест­ венным ведром. Пользоваться собственным ведром недопустимо, так как с этим связана наибольшая опасность загрязнения воды в колодце. Сруб колодца плот­ но закрывают крышкой и над срубом и коловоротом делают навес.

Каптажем называется специальное сооружение для сбора родниковой во­ ды (рис. 34). Место выхода воды должно быть ограждено водонепроницаемы­ ми стенками и закрыто сверху. Чтобы в родник не попадали поверхностные стоки, устраивают отводные канавы. Вокруг стенок каптажа оборудуют замок из жирной глины и отмостку. Материалами для каптажных сооружений могут

Воронка депрессии — зона пониженного давления, формирующаяся в водовмещающей породе при откачивании воды из колодца вследствие сопротивления, которое оказывает порода. Зависит от механического состава породы и скорости откачивания воды.

198

Рис. 33. Общий вид шахтного колодца:

1 — донный трехслойный фильтр; 2 — железобетонные кольца из пористого бетона; 3 — железобетон­ ные кольца; 4 — крышка; 5 — лазовые скобы; 6 — каменная отмостка; 7 — коловорот; 8 — глиняный замок; 9 — крышка навеса

быть бетон, железобетон, кирпич, камень, дерево. Чтобы вода в каптаже не по­ днималась выше определенного уровня, на этом уровне оборудуют перелив­ ную трубу.

Санация шахтных колодцев. Санация шахтного колодца — это комплекс мероприятий по ремонту, очистке и дезинфекции колодца с целью предупреж­ дения загрязнения воды в нем.

Спрофилактической целью санацию колодца проводят перед вводом его

вэксплуатацию, а далее, если эпидемическая ситуация благоприятна, нет за­ грязнения и жалоб от населения на качество воды, — периодически раз в год после очистки и текущего ремонта. Обязательным является проведение

199

Рис. 34. Простой каптаж нисходящего родника: 1 — водоносный слой; 2 — водоупорный слой; 3 — гра­ вийный фильтр; 4 — прием­ ная камера; 5 — смотровой колодец; 6 — люк смотро­ вого колодца с крышкой; 7 — вентиляционный люк; 8 — перегородка; 9 — вы­ пуск в канализацию или ров; 10 — труба, подающая воду потребителю

профилактической дезинфекции после капитального ремонта колодца. Про­ филактическая санация состоит из двух этапов: 1) очистки и ремонта; 2) дезин­ фекции.

Если имеются эпидемиологические основания считать колодец очагом распространения острых желудочно-кишечных инфекционных заболеваний, а также, если имеется подозрение (тем более данные) о загрязнении воды фека­ лиями, трупами животных, другими посторонними предметами, санацию про­ водят по эпидпоказаниям. Санацию по эпидпоказаниям проводят в три этапа: 1) предварительная дезинфекция; 2) очистка и ремонт; 3) заключительная дез­ инфекция.

Методика санации шахтных колодцев. Санацию по эпидпоказаниям на­ чинают с дезинфекции подводной части колодца объемным способом. Для это­ го определяют объем воды в колодце и рассчитывают необходимое количество хлорной извести или кальция гипохлорита по формуле:

где Р — количество хлорной извести или кальция гипохлорита (г), Е — объем воды в колодце (м3); С — заданная концентрация активного хлора в воде коло­ дца (100—150 г/м3), достаточная для обеззараживания стенок сруба и гравий­ ного фильтра на дне, H — содержание активного хлора в хлорной извести или в кальции гипохлорите (%); 100 — постоянный числовой коэффициент. Если вода в колодце очень холодная (+4 °С...+6 °С), количество хлорсодержащего препарата для дезинфекции колодца объемным способом увеличивают вдвое.

Рассчитанное количество дезинфектанта растворяют в небольшом объеме воды в ведре до получения равномерной смеси, осветляют отстаиванием и вы­ ливают этот раствор в колодец. Воду в колодце хорошо перемешивают в тече­ ние 15—20 мин шестами или частым опусканием и подниманием ведра на тро­ се. Затем колодец закрывают крышкой и оставляют на 1,5—2 ч.

200