Водный фактор и его гигиеническое значение

   Первый  этап нормирования качества воды относится  к глубокой древности. По свидетельству  Гиппократа (трактат "О воздухе, водах  и местностях") для отличия  чистой, т.е. "здоровой", воды от непригодной, "нездоровой", пользовались внешними признаками ее качества (мутность, цветность, запах, привкус), которые легко определять органами чувств. Органолептический  способ оценки воды как единственно  доступный в то время безраздельно господствовал в течение многих веков. Однако общее, только качественное, определение органолептических  свойств воды не придавало ее оценке необходимую степень объективности  и не могло охарактеризовать многих весьма важных признаков.

   Становление второго этапа связано с открытиями М. Ломоносова и Лавуазье в области  химии, а именно с развитием количественного  и качественного анализа. Результаты химических анализов, выраженные мерой  и массой, привлекали своей конкретностью, т.к. могли быть использованы в качестве масштаба для сравнения воды разных источников. Большое внимание уделялось  определению общей минерализации  воды по плотному остатку, содержанию хлоридов и сульфатов, жесткости  воды. Выбор методов определяется их доступностью. Со временем стали  определять содержание в воде органических соединений и продуктов их разложений (аммиак, нитриты, нитраты).

   Третий  этап охарактеризовался преимущественным изучением бактериального состава  воды и переходом к гигиеническому нормированию качества питьевой воды. Особое значение имело открытие Робера Коха. Участвуя в 1891 году в ликвидации крупной эпидемии холеры в Гамбурге-Альтоне, Кох установил не только факт отсутствия заболеваний в Альтоне, но и связал его с очисткой речной воды на сапрофитную микрофлору показали, что вода альтонского водопровода содержала не более 100 сапрофитов в одном мл. А в воде гамбургского водопровода было гораздо больше микробов. На этом основании Кох сделал вывод, имевший характер количественной оценки, что вода, в которой находится не более 100 сапрофитов в 1мл, не содержит патогенных микробов (в данном случае холерных вибрионов). Это первый пример, когда гигиенический норматив был предложен в результате излучения степени влияния воды не организм. Вместе с тем появилось представление о качестве воды не только водоисточника, но и питьевой воды. В дальнейшем в практику оценки эффективности очистки был внедрен метод определения титра кишечной палочки.

   Кишечная  палочка, являясь обязательным и  постоянным обитателем кишечника человека, находится в тесной связи с  группой патогенных микроорганизмов-возбудителей кишечных инфекций человека. По этой причине  обнаружение ее в воде в большей  мере свидетельствует о наличии  степени эпидемической опасности. Не маловажно, что метод определения  кишечной палочки в воде высоко надежен  и доступен для лабораторий. В 1914 году в США был опубликован  первый стандарт качества питьевой воды, которым нормировался только бактериальный  состав - общий счет колоний и  титр кишечной палочки.

   В первом стандарте оказался воплощенным  новый принцип нормирования качества воды, исходивший из ее пригодности  для питьевых целей, безопасности и  безвредности для здоровья населения. Третий этап развития гигиенического нормирования можно назвать переломным. Начиная с этого времени проблема гигиены воды приобрела физиолого-гигиеническое  направление.

   На  четвертом этапе по мере накопления новых знаний, научных данных о  влиянии на организм человека химических факторов внешней среды появилась  необходимость пересмотра стандарта  с целью его расширения.

   Гигиенические требования и контроль качества" на основании новых научных данных опыта эксплуатации водопроводов и  контроля за их работой был уточнен  ряд нормативов, подчеркнуто, что  качество воды, соответствующее требованиям CаНПиНа, должно обеспечиваться на протяжении всей водопроводной сети и не зависит от вида источника водоснабжения и системы обработки воды.

   Требования  СаНПиНа, обеспечивающие безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении, основываются на косвенных показателях - количестве сапрофитов в 1мл воды и индексе бактерий группы кишечной палочки.

   Требования  СаНПиНа к химическому составу воды включают 20 показателей для веществ, встречающихся в природных водах и добавляемых в нее при обработке на очистных сооружениях. При этом одна группа показателей призвана обеспечить безопасность воды в токсикологическом отношении, другая - не допускать нарушения органолептических свойств воды.

   СаНПиН регламентирует требования к качеству питьевой воды, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения из местных водоисточников (шахтные колодцы, каптажи родников и пр.) безопасность водопользования обеспечивается нормативами, в соответствии с которыми вода местных источников должна иметь прозрачность не менее 30 см по шрифту Снеллена, цветность не более 300, привкус и запах при 10 20 0С не более 2-3 баллов, содержание нитратов 45 мг/л, коли-индекс не более 10. Возможность некоторого смягчения требований к качеству воды местных источников водоснабжения обусловлена большей возможностью контроля за эпидемической обстановкой в зоне питания источника водоснабжения и ограниченностью контингента, пользующихся колодцем или каптажом. 

    Нецентрализованное (местное) водоснабжение — это  такая система водоснабжения, когда  население использует для питьевых и хозяйственных нужд воды подземных  источников — колодцев, каптажей (камер  накопления воды ключей и родников). Вода источников нецентрализованного  водоснабжения употребляется населением без предварительной очистки. Она  должна быть безопасной по эпидемическим  показателям, безвредной по химическому  составу, иметь благоприятные органолептические  свойства.

    Место для устройства колодца должно располагаться  на незагрязненном возвышенном участке, удаленном не менее чем на 50 м  от уборных, выгребных ям, сети канализации, скотных дворов, мест захоронения  людей и животных, складов удобрений  и ядохимикатов, выше (по потоку грунтовых  вод) от существующих и возможных  источников загрязнения. Для устройства колодцев и каптажей, как правило, должны использоваться водоносные горизонты, защищенные с поверхности водонепроницаемыми породами.

    Существуют  определенные требования к устройству и оборудованию водозаборных сооружений. Стенки шахты колодца облицовывают водонепроницаемыми креплениями. У  края шахты устраивают глиняный замок  глубиной 2 м и шириной 1 м. Поверх глины оборудуют отмосток из асфальта, бетона, кирпича или камня с уклоном от колодца. Колодец должен быть обеспечен навесом, крышкой и общественным ведром. Верх колодца должен быть не менее чем на 0,8 м выше поверхности земли. Все это важно для предотвращения попадания в колодец грунтовых, ливневых, талых вод и других загрязнений. Для предупреждения возникновения в воде мути на дне колодца должен быть фильтрующий слой из гравия толщиной 20... 30 см. Не разрешается поднимать воду из колодца личными ведрами, а также черпать воду из общественного ведра своими черпаками. Для подъема воды из шахты вместо общественных ведер предпочтительнее использовать насосы. В радиусе 20 м от колодца не допускаются полоскание и стирка белья, водопой животных и мытье разного рода предметов. Территория вокруг каптажей и колодцев должна содержаться в чистоте и быть ограждена.

    Показателем поступления в воду органических загрязнений может служить увеличение по сравнению с результатами предыдущих исследований содержания хлоридов, аммиака, нитритов, нитратов, а также окисляемости.

    Аммиак  является начальным продуктом разложения органических азотсодержащих (в том  числе белковых) веществ и может  расцениваться как показатель опасного в эпидемическом отношении свежего  загрязнения воды органическими  веществами животного происхождения. Соли азотистой кислоты (нитриты) представляют собой продукты окисления аммиака  под влиянием микроорганизмов в  процессе нитрификации и указывают  на давность загрязнения. Соли азотной  кислоты (нитраты) — конечные продукты минерализации органических азотсодержащих веществ. Присутствие в воде нитратов без аммиака и солей азотистой  кислоты указывает на завершение процесса минерализации. Одновременное  содержание в воде аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о  незавершенности этого процесса и продолжающемся загрязнении воды. Хлориды в воде водоисточников рассматриваются как показатели бытового загрязнения. Содержание хлоридов б воде поверхностных незагрязненных водоисточников обычно не превышает 20...30 мг/л. Увеличение содержания хлоридов по сравнению с их обычным для данного водоисточника содержанием говорит об опасном загрязнении воды продуктами жизнедеятельности человека (фекалиями, мочой).

    Представление о содержании органических веществ  в воде дает показатель окисляемости (количество миллиграммов кислорода, израсходованного на химическое окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды).

    Увеличение  коли-индекса (количество кишечных палочек в 1 л воды) свыше предельно допустимого с одновременным изменением химического состава и органолептических свойств воды указывает на необходимость проведения чистки и профилактической дезинфекции колодца.

    Контроль  за состоянием воды в источниках нецентрализованного  водоснабжения осуществляется центрами Госсанэпиднадзора. При санитарном надзоре за источниками нецентрализованного  водоснабжения используются нормативы, установленные СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»: запах — не более 2 — 3 баллов; привкус — не более 2 — 3 баллов; цветность — не более 30°; прозрачность — не менее 30 см по шрифту; мутность — не более 2 мг/л; нитраты — не более 45 мг/л; коли-индекс — не более 10. Содержание химических веществ не должно превышать ПДК.

В Российской Федерации  с 2002 г. действуют Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы — СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», которые учитывают современное санитарно-эпидемическое состояние окружающей среды и обеспечивают высокие требования к качеству питьевой воды и контролю за ним.

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

    Качество  питьевой воды должно соответствовать  гигиеническим нормативам перед  ее поступлением в распределительную  сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

    Безопасность  питьевой воды в эпидемическом отношении  определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям  

4.Гигиеническая  характеристика водоподготовки  в системе ХПВ 

   Обработка воды с целью подготовки ее для  питья, хозяйственных и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических  методов изменения ее первоначального  состава. Под обработкой воды понимают не только очистку ее от ряда нежелательных  и вредных примесей, но и улучшение  природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами. Все многообразие методов обработки воды можно подразделить на следующие основные группы: улучшение органолептических свойств воды (осветление и обесцвечивание, дезодорация и др.); обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая радиация и др.); кондиционирование минерального состава (фторирование и обесфторивание, извлечение ионов тяжелых металлов, обезжелезивание, деманганация, умягчение или обессоливание и др.). Метод обработки воды выбирают на основе предварительного изучения состава и свойств воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями потребителя.

   Наиболее  характерными и общими признаками примесей воды являются формы их нахождения в ней, т. е. фазовое состояние, которое  характеризуется дисперсностью  веществ. По Л.А. Кульскому фазово-дисперсное состояние примесей воды обусловливает их поведение в процессе водообработки. Каждому фазово-дисперсному состоянию примесей отвечает совокупность методов воздействия, позволяющая достичь требуемых качественных показателей воды изменением этого состояния или без изменения его.

   На  этой основе все многообразие загрязнений (примесей) природных и промышленных вод разделено на четыре группы с общим для каждой группы набором методов водоочистки, предопределяемым формой нахождения примесей в воде.

   В основу технологии очистки воды от примесей каждой группы положены процессы, протекающие под воздействием сил, наиболее эффективно влияющих на данную дисперсную систему. Так, для удаления взвесей, являющихся кинетически неустойчивыми  системами, используют гравитационные и адгезионные силы, для удаления коллоидных и высокомолекулярных веществ, агрегативно неустойчивых в водных растворах, — адгезионные и адсорбционные. Примеси, находящиеся в виде молекулярных растворов, удаляют путем ассоциации молекул , под влиянием сил межмолекулярного взаимодействия. И, наконец, для удаления из воды электролитов используют силы химических связей, характерные для ионных процессов.

   Технология  кондиционирования воды предполагает процессы, связанные с корректированием ее физических и химических свойств, а также процессы обеззараживания. Однако, несмотря на принципиальное различие задач этих методов обработки, они  могут быть общими в зависимости  от фазово-дисперсного состояния  минеральных, органических и биологических  примесей воды.

   К первой группе примесей воды относятся взвешенные в воде вещества (от высокодисперсных взвесей до крупных частичек), а также бактериальные взвеси и другие биологические загрязнения. Удалять эти примеси можно как безреагентными, так и реагентными методами.

   Вторую  группу примесей воды представляют разные типы гидрофильных и гидрофобных коллоидных систем, высокомолекулярные вещества и детергенты, способные в зависимости, от условий менять свою агрегативность. Их можно удалять из воды различными методами и технологическими приемами. Например, обработкой воды коагулянтами, флокулянтами, известью, а также хлором, озоном и другими окислителями.