гигиена питьевой воды. Гоу впо читинская государственная медицинская академия
 Скачать 0.49 Mb.
|
1.2. Подземные источники.Подземные воды образуются путем фильтрации атмосферных осадков через почвенный покров или воды рек и озер через их русло. Дальнейшее движение воды и накопление в виде подземных бассейнов зависят от строения горных пород, через которые она протекает. По отношению к воде все породы делятся на водопроницаемые и водоупорные. К первым относятся песок, супесок, гравий, галечник, трещиноватые мел и известняк. Вода заполняет поры между частицами породы или трещины и передвигается в силу законов тяжести и капиллярности, постепенно заполняя водоносный слой. Водоупорные породы представлены сплошными залеганиями гранита, плотного песчаника и известняка или глинами. Пласты водопроницаемых и водоупорных пород залегают, чередуясь с большей или меньшей правильностью. Подземные воды залегают до глубины 12—16 км. По условиям залегания различают верховодку, грунтовые и артезианские воды (от названия французской провинции Артуа, лат. Artesium, где они были добыты в XII веке), значительно отличающиеся по гигиеническим характеристикам. Подземные пресные воды, пригодные для целей питьевого водоснабжения, залегают на глубине 250—300 м и более. Верховодка. Подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности, называются верховодкой. Причиной появления верховодки служит наличие под почвой отложений в виде линз, создающих местный водоупор. Скапливающиеся на этом водоупоре атмосферные воды и образуют верховодку выше уровня собственно грунтовых вод. Режим питания верховодки неустойчив, так как полностью зависит от атмосферных осадков, выпадающих на ограниченном пространстве. В теплом и жарком районах благодаря испарению минерализованность верховодки иногда настолько повышается, что делает ее непригодной для питьевого использования. Вследствие поверхностного залегания, отсутствия водоупорной кровли и малого объема верховодка легко загрязняется и как правило в санитарном отношении она ненадежна и не может считаться хорошим источником водоснабжения Грунтовые воды. Вода, которая скапливается в процессе фильтрации на первом от поверхности земли водоупорном пласте, называется грунтовой, в колодце она устанавливается на том же уровне, что и в подземном слое. Она не имеет защиты из водоупорных слоев; область питания вод совпадает с областью их распространения. Глубина залегания грунтовых вод колеблется в пределах от 2—3 м до нескольких десятков метров. Данный вид водоисточника характеризуется весьма непостоянным режимом, который целиком зависит от гидрометеорологических факторов — частоты выпадения и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительные сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. Кроме того, состав грунтовых вод зависит от местных условий (характера загрязнения окружающих объектов) и состава почвы. Запас их пополняется за счет инфильтрации атмосферных осадков, либо воды рек в периоды высокого уровня; не исключена возможность поступления подземных ненапорных вод из более глубоких горизонтов. В процессе инфильтрации вода в значительной мере освобождается от органического и бактериального загрязнения; при этом улучшаются и ее органолептические свойства. Проходя через почвы, вода обогащается углекислотой и продуктами распада органических и других веществ, что и определяет в основном ее солевой состав. В природных условиях грунтовые воды не загрязнены и вполне пригодны для питьевого водоснабжения, если их минерализация не превышает вкусового порога. Однако, если почвенный слой тонок и, кроме того, загрязнен, возможно загрязнение грунтовых вод в период их формирования, что представляет опасность в эпидемическом отношении. Чем массивнее загрязнение почвы населенного места и чем ближе к поверхности лежит вода, тем реальнее становится опасность ее загрязнения и заражения. Дебит грунтовых вод обычно невелик, что наряду с непостоянным составом ограничивает их применение для централизованного водоснабжения. Используются грунтовые воды главным образом в сельской местности при организации колодезного водоснабжения. Межпластовые подземные воды. Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными слоями, изолированы от атмосферных осадков и поверхностных грунтовых вод водонепроницаемой кровлей, в силу чего обладают наибольшей санитарной надежностью. В зависимости от условий залегания они могут быть напорными (артезианскими) или безнапорными. Их отличительная особенность — залегание ниже одного, двух или нескольких слоев водоупорных пород и отсутствие питания с поверхности непосредственно над ними. В каждом межпластовом водоносном горизонте различают область питания, где горизонт выходит на поверхность, область напора и область разгрузки, где вода изливается на поверхность земли или дно реки, озера в виде восходящих ключей. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины. Качество воды скважины во многом определяется ее расстоянием от границы области питания. Санитарные достоинства глубоких подземных вод очень велики: они редко требуют дополнительного улучшения качества, обладают сравнительно устойчивым химическим составом и природной чистотой в бактериальном отношении, характеризуются высокой прозрачностью, бесцветностью, отсутствием взвешенных веществ и приятны на вкус. Химический состав подземных вод формируется под влиянием химического (растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физикохимического (перенос веществ фильтрующих пород, смешение, поглощение и выделение газов) процессов. В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Недостатком их часто является высокое солесодержание и, в ряде случаев повышенное содержание аммиака, сероводорода и ряда минеральных веществ – фтора, бора, брома, стронция и др. Наибольшее значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, соли жесткости (сульфаты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция). Реже встречаются бром, бор, бериллий, селен, стронций. Характерной особенностью межпластовых вод является отсутствие в них растворенного кислорода. Тем не менее микробиологические процессы оказывают существенное влияние на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частично растворяются в воде; некоторые виды бактерий способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака. Химический солевой состав различных горизонтов подземных вод колеблется, их минерализация достигает иногда высоких пределов, и тогда они непригодны для водоснабжения населенных мест. Чем дальше отстоит место водозабора (буровая скважина) от границы зоны питания или разгрузки и чем лучше защита от проникновения вышележащих вод, тем характернее и постояннее химический состав межпластовых вод. Постоянство солевого состава воды — важнейший признак санитарной надежности водоносного горизонта. На формирование состава подземных вод оказывают большое влияние естественные и искусственные факторы. Изменения в солевом составе воды глубоководной артезианской скважины должны рассматриваться как признак санитарного неблагополучия. Причиной таких изменений может быть: а) поступление воды из вышележащего горизонта, в частности грунтовых вод, при недостаточной плотности изолирующего слоя, затекании вдоль стенок скважины, через заброшенные колодцы, при разработке карьеров, при нерациональной эксплуатации горизонта, отборе воды, превышающем его водообильность, сопровождающееся изменением минерализации; б) фильтрация речной воды через промоины в водоупорном ложе русла; в) загрязнение через устье скважины. В некоторых случаях возможно и бактериальное загрязнение воды. Одной из причин загрязнения подземных вод являются промышленные сточные воды, которые инфильтрируются из накопителей, хвосто- и шламохранилищ, золоотвалов и т.п. в случае неудовлетворительной их гидроизоляции. Инфильтрация промышленных загрязнений наблюдается и сполей фильтрации, которые до недавнего времени использовались для обезвреживания промышленных сточных вод. Проникновению сточных вод через водоупорные горизонты способствуют поверхностно-активные вещества, присутствующие в большинстве промышленных сточных вод. При эксплуатации скважины в определенной части водоносного горизонта в результате присасывающего действия водоподъемных устройств развивается зона пониженного давления воды. Степень понижения зависит от мощности водоподъемника, высоты давления в горизонте до его эксплуатации и водообильности горизонта. Наибольшего значения понижение давления достигает вокруг скважины, постепенно снижаясь по мере удаления от нее. Объем водоносной породы, на котором сказывается присасывающее влияние водоподъемника при его работе, получил вследствие характерной формы название «воронка депрессии». Наличие и размеры воронки депрессии изменяют гидрогеологические условия в водоносном горизонте, снижая его санитарную надежность, так как появляется возможность притока воды из выше- и нижележащих водоносных горизонтов через трещины и гидравлические окна в разделяющих их водоупорных пластах. Территория на поверхности земли, соответствующая границе воронки депрессии, в наибольшей мере может служить источником загрязнения подземных вод, что учитывается при организации зон санитарной охраны водоисточника. Межпластовые воды вследствие защищенности от поверхностного загрязнения, постоянства состава и достаточно большого дебита высоко оцениваются с санитарной точки зрения и при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют преимущество перед другими водоисточниками. Весьма часто межпластовые воды могут использоваться для питьевых целей без предварительной обработки. Единственным принципиальным ограничением выбора их в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения являетсянедостаточная водообильность горизонта по сравнению с намечаемой мощностью водопровода. 2. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. 2.1 Централизованное водоснабжение. Централизованное водоснабжение может осуществляться из поверхностных и подземных водоисточников. Это такое водоснабжение, когда вода после добычи и очистки поступает в систему подземных труб, по которым распределяется по территории населенного пункта. Основные компоненты централизованной системы водоснабжения: источник воды; головные сооружения – водозаборные, очистные и насосные станции; сооружения для доставки и распределения воды – водоводы, водопроводная сеть, резервуары, водоразборные и другие установки на сети. Организация водоснабжения из поверхностных водоисточников. Требования к выбору места для забора воды: отсутствие опасных в санитарном отношении загрязнений, т.е. водозабор надо располагать выше по течению реки населенного пункта, обслуживаемого данным водопроводом; водозабор необходимо размещать на участке реки с устойчивым руслом – для защиты сооружений в воде и на берегу от повреждений; водозабор должен обеспечить поступление при всех условиях достаточного количества воды. Забирать воду надо выше устья ближайших впадающих в реку притоков и оврагов, по которым могут поступать загрязнения, на участке коренного, неразмываемого берега. Многие реки меняют конфигурацию берегов, иногда даже в короткое время – за 10-15 лет. Необходимо также, чтобы река в месте водозабора имела глубину не менее 2,5 м. На среднем уровне при такой глубине избегается засасывание ила со дна реки и воды из поверхностного, наиболее доступного засорению и перегревающегося летом слоя. Забор воды из искусственного водохранилища устраивают в местах со значительной глубиной. Это позволяет забирать воду ниже поверхностной зоны, на которую особенно сильно распространяется цветение воды и избавляет от вынужденного забора воды из придонного высокоминерализованного слоя. Выбирая место забора воды из озера, надо убедиться, что оно полностью свободно от поступающих с берега загрязнений. Это связано с тем, что из-за отсутствия выраженного течения загрязнения, накапливаясь на отдельных участках озера, могут распространяться в разные стороны на расстояние нескольких километров. Характеристика водозаборных сооружений: Задача водозаборных (водоприемных) сооружений - создать резервуар, из которого вода может забираться насосами в условиях защиты от повреждений и колебаний в режиме самого водоема, а также задержать грубые взвешенные загрязнения на решетках у входных отверстий и сетках перед всасывающими трубами насосов. В водоприемниках происходит некоторое отстаивание воды. Подъем воды осуществляется с помощью насосных станций. Водозаборные сооружения делятся на три типа: а) береговые – вода поступает непосредственно из водоема; б) русловые с самотечными или всасывающими линиями труб – вода поступает по трубам самотеком или под действием насосов; в) ковши – представляют собой небольшие искусственные заливы. Тип сооружения выбирают в зависимости от местных топографических и гидрогеологических условий. После забора вода подается на очистные сооружения, где проводится её обработка. Для улучшения качества используют отстойники, фильтры, сооружения для хлорирования и коагуляции. При необходимости воду подвергают специальным методам обработки (обезжелезиванию, фторированию, умягчению и т.д.). Организация водоснабжения из подземных водоисточников. Преимущества: защищенность воды от внешних загрязнений, вода, как правило, не нуждается в обработке; постоянство качества воды; забор воды в пределах населенного места или невдалеке, что исключает необходимость водоводов большой протяженности; Недостатки: 1. необходимость в устройстве нескольких водозаборов из-за ограниченности дебита подземных вод. Требования к выбору места для забора воды: 1. водозабор должен быть расположен как можно ближе к населенному пункту; 2. необходимо исключить возможность загрязнения водоносного горизонта в месте расположения водозаборов и со стороны прилегающей территории; 3. необходимо предусмотреть возможность расширения водозабора при росте водопотребления. Характеристика водозаборных сооружений: Для подземных вод используют в основном водозаборы вертикального типа – буровые скважины, достигающие глубины нескольких сот метров и позволяющие использовать любой из разведанных подземных горизонтов. Скважина представляет собой вертикальную шахту круглой формы, доходящую до водоносного горизонта. Стенки ее предохранены от обрушения металлическими трубами. В нижней части скважины, в пределах водоносного горизонта, устанавливают фильтр для поступления воды внутрь скважины и предохранения ее от засорения частицами пород. Вода в скважине устанавливается на некотором уровне ниже поверхности земли и отсюда забирается насосами. При откачке вода поднимается до уровня, при котором откачиваемая вода возмещается одновременным притоком из водоносного слоя. Первый уровень называется статическим, второй – динамическим. При этом в прилегающей вокруг к скважине части водоносного горизонта создается пониженное давление (депрессия). Давление падает потому, что при откачке вода, подтекая к скважине, испытывает сопротивление со стороны водоносного слоя и часть напора тратится на преодоление этого сопротивления. Чем интенсивнее откачка, тем быстрее движется вода, сопротивление возрастает, давление все снижается и депрессия охватывает все большее пространство вокруг скважины (зона депрессии). Ниже всего давление падает у самой скважины, что и выражается в снижении статического уровня до динамического, меняющегося в зависимости от интенсивности откачки. Депрессия может распространяться на десятки и сотни метров вокруг скважины. Зону влияния откачки из основной скважины можно представить в виде депрессионной воронки, вершина которой совпадает с динамическим уровнем, а основание лежит в плоскости, проходящей через статический уровень. Если в эксплуатации несколько скважин, то они должны располагаться на таком расстоянии одна от другой, чтобы депрессионные воронки не пересекались. В противном случае дебит скважин уменьшается, так как уменьшается водообильность зоны питания каждой из них. Кроме того, благодаря скважине устанавливается связь между эксплуатируемым водным слоем и лежащим выше, качество воды которого может быть небезупречным или даже плохим. Поэтому строительный проект скважины должен предусматривать все необходимое для предотвращения ухудшения свойств и состава подземной воды. Необходимо обеспечить герметичность соединений между трубами одной колонны и между колоннами разных диаметров. Особенно важно это на участках, где скважина пересекает не используемые ею водоносные горизонты. Кроме того, на этих участках следует не вырезывать трубы, а пропускать внутри обсадных. Это устраняет соприкосновение рабочей трубы с водоносным горизонтом, повышает надежность ее изоляции и защищает от коррозии. Наиболее прямым путем загрязнения могут проникнуть через недостаточно защищенное устье скважины. Герметичность соединения оголовка с трубой и насосом необходимое условие охраны воды в скважине. Если устье скважины выведено в шахту, то последняя должна быть защищена от проникновения грунтовых вод (гидроизоляция дна и стенок) и атмосферных осадков (двойные крыши на люках). Если обсадная труба выходит на поверхность земли, то площадка вокруг нее должна асфальтироваться и иметь уклон для оттока атмосферных вод в сторону от скважины. Обсадная труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над поверхностью земли или дном шахты. Подземные воды, избираемые для питания водопровода, в большинстве случаев удовлетворяют требованиям бактериологической чистоты воды, хлорирование применяется и в практике подземного водоснабжения. К нему прибегают в случаях неполной надежности перекрывающих слоев, связи между подземными водами и открытыми водоемами, внезапных или периодически возникающих изменений в составе воды, неуверенности в надежности оборудования скважин или с профилактической целью при ухудшении воды в сети. Характеристика водопроводной сети. Водопроводная сеть – это подземная система труб, по которым вода под напором разводится по территории населенного пункта. Величина напора зависит от разницы отметок рельефа в месте установки насосов и в самой высокой точке (верхний этаж здания, самая высокая точка территории населенного места), в которую подается вода. Водопроводные трубы могут применяться чугунные, стальные, асбоцементные, железобетонные, бетонные, керамические, стеклянные, металлопластиковые. Требования к водопроводной сети: сеть не должна подвергаться опасности замерзания в ней воды – поэтому трубы закладываются несколько ниже линии промерзания земли (в зависимости от климатических условий от 1,5 до 3 м); не допускается прокладывать сеть по загрязненным местам, вблизи свалок и других источников загрязнения почвы. Канализационная сеть укладывается ниже на 1,5-3 м; сеть должна быть непроницаема на всем протяжении; сеть может иметь тупиковое или кольцевое устройство. На водопроводной сети могут устраиваться смотровые колодцы, водозаборные колодки, пожарные гидранты и запасные резервуары. 2.2 Децентрализованное (местное) водоснабжение. Разбор воды населением производится непосредственно из водоисточника, без разводящей сети труб. Чаще всего в качестве источника водоснабжения в таких случаях используют грунтовые воды, а водозаборами служат шахтные колодцы или каптажи родников либо ключей. Шахтный колодец - это вырытая в земле вертикальная квадратная или круглая шахта, нижняя часть которой врезается в горизонт грунтовых вод, а стенки оборудованы достаточно водонепроницаемым креплением. Сечение шахты колодца около 1м2, глубина не превышает 10 м —20 м. Место для строительства колодца должно располагаться по направлению грунтового потока выше источников загрязнения и быть несколько возвышенным для свободного оттока атмосферных вод от колодца. Колодцы должны находиться от построек для содержания скота на расстоянии не менее 30—50 м, от выгребных уборных — не менее 100—150 м в зависимости от фильтрующей способности грунтов. Радиус пользования колодцем не должен превышать 150 м. Расстояние, на котором можно расположить колодец по отношению к жилой или иной застройке, надо определять в зависимости от рельефа, характера почвы и общего благоустройства окружающего колодец участка. Это расстояние обычно составляет не менее 20 м. Дебит шахтного колодца определяется мощностью водоносного горизонта и увеличивается по мере углубления в него колодца. Для обеспечения хорошего притока углубление в водоносный горизонт должно быть на 1,5—2 м. Основная часть оборудования колодца — крепление стенок для предохранения от обрушения из дерева (сруб), а также из бетонных колец, кирпича и камня. Кроме того, крепление защищает колодец от просачивания воды из верхних слоев через стенки. Оно должно быть водонепроницаемым, прочным и долговечным. Разные породы дерева неравноценны как материал для сруба. Долговечностью и прочностью отличается дуб. Хороша сосна, равномерно сохраняющаяся до 20 лет и в надводной, и в подводной части. Не уступает дубу и лиственница, к тому же не дающая привкуса. Вяжущий привкус и цветность воды, возникающие вначале из-за выщелачивания дубильных веществ, и смолистый привкус от сосны в дальнейшем исчезают. Лучший вид крепления — железобетонные колодцы. Непроницаемость в целом достигается тщательной подгонкой колец и скреплением их цементным раствором. Верхняя часть крепления выводится на высоту около 1 м над поверхностью земли и оборудуется крышкой. На дно колодца насыпают слой гравия и песка толщиной 30 см. Еще лучше подвести дно из досок с отверстиями для поступления возы. Дно уменьшает заиливание колодца и облегчает его чистку. Чтобы предотвратить проникновение загрязнений, вокруг наиболее уязвимой верхней части сруба удаляют почву на 1 м в ширину и 1-1,5 м в глубину, взамен набивают глину («глиняный замок») и для оттока атмосферной и проливаемой воды делают асфальтовую или бетонную отмостку. В радиусе 3—5 м вокруг колодца должно быть сделано ограждение для ограничения подъезда транспорта. Не реже раза в год колодец следует основательно чистить. Особенно важно принять меры к охране воды от загрязнения через отверстие колодца (крышка и навес). Способ забора воды имеет особое значение для охраны ее чистоты. Наилучший — это глухое перекрытие и установка насоса. При невозможности этого устраивают ворот с укрепленным на нем общественным ведром (бадья). Пользование своими ведрами недопустимо, так как с этим связана наибольшая опасность загрязнения и заражения воды в колодце. Каптажом называется специальное сооружение для сбора воды, истекающей из ключа или родника. Выход воды должен быть обнесен плотными стенками и закрыт сверху. На известном уровне в стенке каптажа укрепляют переливную трубу, по которой вода постоянно стекает и может разбираться ведрами. Вокруг стенок каптажа также устраивают глиняный «замок» и отмостку. Должны быть приняты меры, исключающие водозабор и водопой скота непосредственно из полости каптажа. На прилегающей к роднику территории устанавливается режим зоны санитарной охраны. 3. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Целью нормирования качества питьевой воды является сохранение здоровья человека. При употреблении недоброкачественной воды у человека возможно развитие заболеваний инфекционной и неинфекционной этиологии. Требования к качеству питьевой воды изложены в документе СанПиН 2.1.4.1074 – 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» Нормирование осуществляется по следующим группам показателям: 1.Органолептические. 2. Химические. 3. Бактериологические 4.Вещества, попавшие в воду в результате улучшения ее свойств. |