гигиена. Вода. Природные источники водоснабжения. Комплекс природоохранных мероприятий. Методы улучшения качества питьевой воды. Гигиенические требования к качеству пит
 Скачать 249 Kb.
|
|
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ. ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. КОМПЛЕКС ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ. Состав природных вод, их качество и пригодность для питья Гигиеническое значение воды Показатели качества воды Основные источники загрязнения водоемов, последствия загрязнения водоемов. Комплекс природоохранных мероприятий Методы улучшения качества воды Гигиенические требования, предъявляемые к качеству питьевой воды СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД Состав природных вод, их качество и пригодность для питья определяют: 1. минеральные вещества, в том числе радиоактивные; 2. растворенные органические вещества воды; 3. газы природных вод. Минеральные вещества, в том числе и радиоактивные. К ним относят макроэлементы (их количество не превышает 10) и микроэлементы, содержащиеся в количествах не превышающих 0,001% (бор, бром, фтор, йод, медь, никель кобальт, цинк). Минеральные вещества представлены в воде обычно ионами. Наиболее распространены шесть ионов: из них три катиона Са2+, Mg2+ Na2+ и три аниона HCO3- (карбонат), SO4 2- (сульфат), Cl – (хлорид). По анионному составу вода м.б. трех основных классов: гидрокарбонатная (карбонатная), сульфатная и хлоридная. Указанные классы еще делятся на 3 группы по преобладающим катионам: кальциевая, магниевая, натриевая. Основными радиоактивными веществами, содержащимися во всех природных водой, являются радий, уран, торий и калий – 40. Естественная радиоактивность природных вод незначительна. В результате хозяйственной деятельности человека концентрации минеральных, в том числе и радиоактивных веществ в природных водах могут значительно повышаться. растворимые органические вещества во - первых образуются при микробиологическом разложении растительных и животных остатков. При разложении остатков происходит синтез новых высокомолекулярных соединений (гуминовых веществ), которые придают воде темный цвет. Во - вторых органические вещества попадают в воду при загрязнении воды сточными водами. К растворимым органическим веществам антропогенного происхождения относят различные углеводороды, фенолы, бенз(а)пирен, пестициды. Всего из водных объектов выделено более 2000 химических соединений, из них около 750 – из питьевых вод. В любой воде растворены газы природных вод. Чаще всего присутствуют О2, С О2, сероводород, метан, Н2, азот. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ физиологическое значение. эпидемиологическое; санитарно-гигиеническое; народно-хозяйственное; стратегическое; лечебно-профилактическое; вода как климатообразующий фактор. Физиологическое значение воды. Тело человека состоит на 65 % из воды. Процессы пищеварения, синтез веществ в организме, все обменные реакции происходят только в водной среде. Вода участвует в реакциях терморегуляции, обеспечивает кислотно-щелочное состояние в организме. С помощью воды во все клетки организма транспортируются пластические, энергетические материалы, выводятся из организма продукты обмена. При интенсивной физической работе в условиях жаркого климата или в горячих цехах суточные потери воды за счет интенсивного потоотделения могут составлять до 8-10 литров. Потери воды могут быть при заболеваниях, сопровождающихся неукротимой рвотой. Потеря воды до 20-22 % приводит к гибели организма. Эпидемиологическое значение воды. Водный фактор следует рассматривать не только как важный элемент здоровья, но и как мощный патоген. При употреблении недоброкачественной воды у населения возможно возникновение инфекционных и неинфекционных заболеваний. К инфекционным заболеваниям, передаваемым с водой, относят: кишечные заболевания (брюшной тиф, дизентерия, паратифы, холера); вирусные заболевания (вирусный гепатит, полиомиелит, асептический менингит); зоонозы (лептоспироз, туляремия, бруцеллез, сибирская язва); гельминтозы (аскаридоз, печеночная двуустка, кошачья двуустка, власоглав) заболевания, вызываемые патогенными простейшими (лямблии, амебы, балантидии). С водой также связано возникновение некоторых неинфекционных заболеваний. Неинфекционные заболевания возникают в результате употребления воды, содержащей различные химические вещества. Это может быть обусловлено природными особенностями формирования водоисточника – это так называемые геохимические заболевания, либо антропогенным загрязнением водоисточника. Например, увеличение содержания в питьевой воде следующих химических веществ приводит к следующим поражениям: бериллия к угнетению эритропоэза, дистрофическим изменениям в органах, особенно в ЖКТ. Молибдена – нарушению пуринового обмена, развитию молибденовой подагры. Мышьяка – к функциональным расстройствам ЦНС, периферической нервной системы, развитию полиневритов. Свинца – угнетению эритропоэза, поражению желудочно-кишечного тракта, поражению костной ткани, один из факторов риска возникновения нарушений интеллектуального развития. Селена – выраженное угнетение эритропоэза. На лабораторных животных получены нарушения функции печени, почек, подавление иммунологической реактивности и условнорефлекторной деятельности. Стронция – нарушение процессов костеобразования. В Забайкалье и в других районах Юго-Восточной Азии встречается так называемая «Уровская болезнь». Она связана с приготовлением питательных смесей на воде с конкурентным соотношением стронция и кальция. При этом заболевании нарушается развитие костной ткани, зубов, удлиняются сроки заращения родничка, снижается процент гармоничного морфофункционального развития среди детей. При увеличении в воде Кадмия, который помогает в водоисточники со сточными водами у население возможно развитие заболевания ИТАН-ИТАН, основными симптомами которого являются остеомаляция и нарушение функции почек. При увеличении в воде Фтора – возникает флюороз. При флюорозе наблюдается нарушение кальсификации тканей зубов и костей. При 1 стадии флюороза отмечают лишь желтовато-коричневые пятнышки на отдельных зубах. При 2 стадии – коричневые пятна на многих зубах; 3 стадии – эмаль зубов теряет гладкость, на зубах темные пятна; 4 стадия развивается при длительном употреблении (от 10 до 20 лет) воды с концентрацией фтора до 10 мг/л. При этом развивается прогрессирующая форма деформации скелета, ограничивается подвижность в суставах. Для профилактики флюороза применяют специальный метод водоподготовки – дефторирование. Употребление воды с низким содержанием фтора является одной из очень веских причин для возникновения кариеса зубов. Для профилактики этого заболевания применяют специальный метод водоподготовки –фторирование. Употребление воды с высоким содержанием нитратов вызывает так называемую Водную нитритно-нитратную метгемоглобинемию. Заболевание чаще встречается у детей грудного возраста, которым готовят питательные смеси на воде, содержащей высокое количество нитратов. Нитраты в кишечнике ребенка восстанавливаются в нитриты. Всасывание нитритов приводит к повышенному содержанию в крови метгемоглобина, а следовательно, к нарушению переноса кислорода к тканям и клеткам организма. Опасно для здоровья употребление высоко и низкоминерализованных вод. При длительном применении высокоминерализованной воды (сухой остаток >>1400 мг/л) обнаруживается тенденция к задержке воды в организме и снижение скорости ее выделения. Но к высокоминерализованной воде относится и морская вода. Ее употреблять нельзя, будут галлюцинации, обезвоживание, гибель. Она имеет среднюю соленость 35 г солей на 1 кг воды, а функциональная способность почек человека позволяет растворять и выводить 20 0 /00 солей. Если человек выпьет 1 л морской воды, то чтобы организм смог вывести все соли, находящиеся в ней надо отдать принятый 1 л жидкости и еще почти столько же жидкости из внутренних сред организма. В результате обезвоживание организма. Морская вода содержит большое количество сульфатов Na и Mg, которые являются слабительными средствами. В результате диарея и увеличение обезвоживания. Морская вода также содержит большое количество различных микроэлементов, которые неблагоприятно действуют на ЦНС, вызывая развитие галлюцинаций. Поэтому, там, где в качестве источника водоснабжения используется морская вода, применяют специальный метод водоподготовки опреснение. В результате получается дистиллированная вода (в начале хлорирование морской воды). Но дистиллированная вода является биологически неполноценной, а при длительном употреблении вредной, так как в организме нарушается вводно-солевой обмен (повышается выведение из организма Na, хлоридов, в крови снижается уровень Ca, Ф, щелочной фосфатазы, уменьшается максимальная осмотическая резистентность эритроцитов), происходят биохимические и ферментативные сдвиги и изменения слизистых оболочек ЖКТ (повышается секреция желудочного сока и его кислотности). Для предотвращения этих изменений применяют специальный метод водоподготовки минерализацию при помощи стандартных наборов солей. Второй метод к 1 тонне дистиллированной воды прибавляют 3 л обеззараженной морской воды. Выявлено негативное влияние на здоровье населения употребление воды различной жесткости. С очень жесткой водой связывают риск возникновения мочекаменной болезни. При длительным употреблением очень мягкой воды выявлено негативное влияние на частоту распространения ИБС, гипертонической болезни, язвенной болезни, хронического гастрита, холецистита. Развитие неинфекционной заболеваемости может быть также связано с присутствием в воде значительного количества органических веществ. Многие из них обладают канцерогенными свойствами. Кроме того, в процессе водоподготовки хлорирование питьевой воды сопровождается образованием хлорорганических соединений, обладающих повышенной токсичностью и канцерогенностью. Санитарно-гигиеническое и народно-хозяйственное значение воды заключается в осуществлении гигиенических процедур и осуществлении санитарного режима на различных предприятиях, в том числе и дома для предупреждения появления вспышек заболеваний инфекционной природы и пищевых отравлений. Лечебно-профилактическое значение заключается в применении воды в качестве лечебных и оздоровительных процедур. Стратегическое значение – это достаточное водообеспечение армии и флота, для сохранения боеспособности; Вода как климатообразующий фактор. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ К показателям качества воды относят: Бактериологические показатели; Химические показатели; Органолептические показатели; Показатели органического загрязнения воды; МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПАРАЗИТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ПРЯМОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ в воде патогенных микроорганизмов сложный и длительный процесс. Он осуществляется только при наличии эпидемиологических показаний, например, при вспышках инфекционных заболеваний, передающихся водным путем. В санитарной практике широко используется косвенные бактериологические показатели загрязнения воды: коли-индекс, коли - титр и микробное число. Кишечная палочка используется в качестве показателя загрязнения воды и почв, т.к. присутствует в кишечнике людей и животных и является индикаторным микроорганизмом, адекватно отражающим фекальное загрязнение (индикатор фекального загрязнения). Кишечная палочка является также индикатором надежности обеззараживания воды. Так как кишечная палочка более устойчива к дезинфицирующим агентом, чем возбудители кишечных инфекций: туляримии, лектоспироза и бруцеллеза. 1. Общее микробное число - число образующих колонии бактерий в 1 мл воды. Производят посев 1 мл воды на мясопептонный агар и выдерживают в термостате температура 37º С в течение 24 часов. Дальше считают колонии. Их должно быть не более 50. Споры сульфитредуцирующих клостридий (Cl.perfringens) (при оценке эффективности технологии обработки воды). Споры Cl.perfringens обычно присутствуют в фекалиях в меньшем количестве, чем Е.Coli , но их споры способны существовать в воде значительно дольше, чем колиформные микроорганизмы, они более устойчивы к обеззараживанию. Их присутствие в прошедшей дезинфекцию воде может указывать на недостаточную очистку последней и на то, что устойчивые к обеззараживанию патогенные организмы, вероятно, не погибли. В сырой воде они служат дополнительным указанием на старое фекальное загрязнение водоисточников. В питьевой воде должны отсутствовать (20 мл питьевой воды). Колифаги (норматив в отношении вирусных инфекций) – число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл питьевой воды должны отсутствовать. Бактериофаги предложены как индикаторы качества воды из-за их сходства с кишечными вирусами человека и легкости обнаружения в воде. Цисты лямблий – число цист в 50 л воды должны отсутствовать. Термотолерантные колиформные бактерии - число бактерий в 100 мл - отсутствие. Общие колиформные бактерии – число бактерий в 100 мл воды – отсутствие. Помимо кишечной палочки для санитарной оценки воды можно использовать также фекальные стрептококки. Термин "фекальные стрептококки" относится ко всем стрептококкам, которые обычно присутствуют в экскрементах человека и животных. Главная диагностическая ценность состоит в том, что при исследовании воды они служат дополнительными показателями эффективности очистки воды. Коли - индекс (число бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды). Не должно быть - 0. Коли - титр - то наименьшее количество воды, в котором обнаруживается 1 кишечная палочка. Коли - титр используется как показатель бактериальной загрязненности колодезной воды (гигиенические требования к воде шахтных колодцев коли - титр не менее 100). Для распространения инфекционных заболеваний через воду необходимы три условия: возбудители заболевания должны попасть в воду водоисточника; патогенные микроорганизмы должны сохранять жизнеспособность в водной среде в течение длительного времени; возбудители должны попасть с питьевой водой в организм человека. Поэтому для снижения заболеваемости, связанный с водным фактором необходимо не допускать загрязнения водоисточников и проводить качественную водоподготовку воды. ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДЫ Жесткость, сухой остаток, рН Жесткость воды обуславливается ионами кальция и магния. Различают временную (устранимую, карбонатную), постоянную жесткость и общую жесткость воды. общая жесткость складывается из временной и постоянной временная жесткость обусловлена ионами кальция и магния находящимися в соединении с гидрокарбонатными анионами (HCO3). При кипячении воды происходит разрушение гидрокарбонатов с образованием карбонатов Са и Мg, выпадающих обычно в осадок из-за плохой растворимости, что является причиной образования накипи. постоянная жесткость обусловлена соединением Са и Мg со всеми другими анионами, кроме гидрокарбонатного. Она уменьшается при кипячении и хранении воды. Для гигиенической оценки качества воды достаточно знать общую жесткость. Однако в некоторых случаях требуется определение и карбонатной (временной) жесткости. Способы выражения жесткости в мг/экв/л До 1952 г. жесткость измерялась в так называемых немецких градусах. Воды, имеющие жесткость до 1,5 мг/экв/л - очень мягкие; 1,5-3 мг/экв/л – мягкие; 3-6 мг/экв/л - умеренно жесткие; 6-9 мг/экв/л – жесткие; свыше 9 мг/экв/л - очень жесткие. ГОСТ "Вода питьевая" от 1982 г. общая жесткость 7,0 мг/экв/л. Санитарные нормы и правила 1996 г. 1,5-7,0 мг/экв/л. Кислотность. Гигиеническое значение рН заключается в том, что этот показатель характеризует до некоторой степени состав воды, то есть содержание в ней 1) тех или иных солей и органических веществ, главным образом растительного происхождения, содержащихся в лесисто-болотистых почвах (гумусовые вещества). Среда кислая, то есть величина рН низкая. 2) веществ, попавших в воду с промышленными и бытовыми стоками (в основном среда кислая). В кислой среде значительно хуже происходит процесс коагуляции. Увеличивать дозу коагулянта или флокулянта возможно только до определенных величин, поэтому чтобы лучше шел процесс коагуляции в воду надо добавить щелочь. Процесс хлорирования воды напротив происходит наиболее эффективно в кислой среде (для эффективного обеззараживания хлором желательно иметь рН < 8,0). Но низкая рН воды нежелательна при поступлении воды в распределительную сеть, так как кислая среда усиливает коррозию водопроводных труб. рН ГОСТ-82 6,0-9,0 СНиПР 6,0-9,0 Сухой остаток определяется путем выпаривания известного объема профильтрованной воды с последующим высушиванием остатка при 1100 С до постоянного веса. Полученная величина веса плотных веществ носит название СУХОГО ОСАДКА. Величина сухого осадка или минерализация, существенным образом влияет на вкус воды и определяет возможность использования воды для питья (ультрапресные воды, пресные, солоноватые и др.). СУХОЙ ОСТАТОК. ГОСТ 1982 1 000 мг/л; СаНиПиН 1 000 мг/л. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДЫ Запах, привкус, цветность, прозрачность (мутность). Интенсивность запаха и привкуса питьевой воды определяют в баллах: 0 - отсутствуют запах или вкус 1 - запах или привкус не определяются потребителем, но обнаруживаются при проведении лабораторного анализа 2 - запах или привкус, не привлекающий внимания потребителя, но если обратить на него внимание, то он поддается обнаружению. 3 - запах или привкус заметный, обнаруживается легко 4 - запах или привкус отчетливый, вода неприятна для питья 5 - запах или привкус очень сильный вода неприятна для питья. Некоторые запахи служат показателем загрязнения воды отбросами животного происхождения, стоками из выгребных ям, промышленными сточными водами. Вкус воды зависит от минерального состава, температуры воды, растворенных в воде газов кислорода, углекислоты. ЦВЕТНОСТЬ. Обозначают в градусах цветности и определяют по шкале цветности. Окраска воды в тот или иной цвет зависит от растворенных в ней веществ, которые могут быть природного происхождения и привнесенными в результате деятельности человека (промышленные сточные воды). Доброкачественная питьевая вода должна быть бесцветной, т.е. иметь не более 20º цветности. Цветность воды в реке Северная Двина может достигать 180º. (высокая цветность обусловлена значительным содержанием гуминовых соединений). На цветность воды сильно влияет присутствие железа и других металлов в виде естественных примесей или в качестве продуктов коррозии. ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ. Доброкачественная природная вода должна быть прозрачна, причем степень ее прозрачности должна быть такой, чтобы при нормальном освещении через слой толщиной в 30 см можно было читать буквы шрифта Снеллена. Прозрачность воды зависит главным образом от взвешенных в ней частиц песка, глины, и других, которые рассеивают и задерживают лучи света. Растворенные вещества, придающие окраску воде, в известной мере могут ухудшать прозрачность, если они задерживают лучи тех участков спектра, которые оказывают наибольший зрительный эффект на орган зрения. Величина, обратная прозрачности, носит название мутности. Мутность - показатель эффективности процесса осветления воды на очистных сооружениях. Величина прозрачности в 30 см соответствует мутности 1,5 мг/л (4 ЕМФ 4 единицы мутности по Формазину). Норматив 2,6 ЕМФ (мутность 1 мг/л) Сильная муть защищает микроорганизмы при применении методов обеззараживании воды и стимулируют рост бактерий в водоемах. ПОКАЗАТЕЛИ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ Наличие в воде аммиака (ионы аммония); Нитратов; Нитритов; Хлоридов; Сульфатов; Окисляемость; Растворенный кислород; Биохимическая потребность в кислороде. 6,7,8 показатели являются косвенными показателями органического загрязнения воды. ПРЯМОЙ ЦИКЛ РАЗЛОЖЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ представлен неразложившимися веществами белковой природы, нередко животного происхождения, а также азотом, входящим в состав микроорганизмов, низких растений и неразложившихся остатков высших растений. Вначале разложения образуется аммиак, затем под действием нитрифицирующих бактерий в присутствии достаточного количества кислорода аммиак окисляется до азотистой кислоты (NО2-) (нитриты) и далее ферменты другого микробного семейства окисляют азотистую кислоту в азотную (NО3-) (нитраты). При свежем загрязнении отбросами в воде вырастает содержание АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ, то есть ион аммония является 1. Индикатором недавнего загрязнения воды органическими веществами белковой природы. 2. Ион аммония может быть обнаружен в чистых водах, содержащих гумусовые вещества и в водах глубокого грунтового происхождения. Содержание в воде аммонийных солей до 0,1 мг/л . Обнаружение в воде НИТРИТОВ свидетельствует о недавнем загрязнении водоисточника органикой (содержание в воде нитритов должно быть не более 0,002 мг/л). НИТРАТЫ - это конечный продукт окисления аммонийных соединений, наличие в воде при отсутствии ионов аммония и нитритов указывает на давнее загрязнение водоисточника. Содержание нитратов в воде шахтных колодцев должно быть 10 мг/л в питьевой воде централизованного водоснабжения до 45 мг/л). Обнаружение в воде одновременного присутствия солей аммонийных, нитритов и нитратов свидетельствует о постоянном и длительном органическом загрязнении воды. ХЛОРИДЫ - имеют исключительно широкое распространение в природе и встречаются во всех природных водах. Большое их количество в воде делает ее непригодной для питья из-за соленого вкуса. Кроме того, хлориды могут служить показателем возможного загрязнения водоисточника сточными водами, поэтому хлориды как санитарно-показательные вещества могут иметь значение в том случае, если анализы на их содержание проводятся неоднократно, на протяжении более или менее длительного времени. (ГОСТ "Вода питьевая не >> 350 мг/л). СУЛЬФАТЫ - также являются важными показателями органического загрязнения воды, так как они всегда содержатся в хозяйственно бытовых сточных водах. (ГОСТ "Вода питьевая" не >> 500 мг/л). ОКИСЛЯЕМОСТЬ - это количество кислорода в мг, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1 литре воды. РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД Подземные воды вследствие отсутствия соприкосновения с воздухом очень часто не содержат кислород. Степень насыщения поверхностных вод сильно колеблется. Вода считается чистой, если в ней содержится 90% кислорода от максимально возможного содержания при данной температуре, Средней чистоты - при 75-80%; Сомнительной - при 50-75%; Загрязненной - менее 50%. Согласно "Правилам охраны поверхностных вод от загрязнений", содержание кислорода в воде в любой период года должно быть не менее 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 часов дня. Вследствие значительных колебаний абсолютного содержания кислорода в природных водах более ценным показателем является величина потребления кислорода в течение некоторого срока хранения воды при определенной температуре (БИОХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ в течение 5 или 20 суток - БПК5 - БПК20). Для его определения исследуемую воду путем энергичного встряхивания насыщают кислородом воздуха, определяют в ней исходное содержание кислорода и оставляют на 5 или 20 суток при температуре 200 С . После этого вновь определяют содержание кислорода. Чаще всего показатель БПК5 используется для характеристики процессов самоочищения водоемов от загрязнения промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ, ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ Основными источниками загрязнения водоемов являются: промышленные и бытовые сточные воды (бытовые воды имеют высокую бактериальную и органическую загрязненность) дренажные воды с орошаемых земель сточные воды животноводческих комплексов (могут содержать патогенные бактерии и яйца гельминтов) организованный (ливневая канализация) и неорганизованные поверхностный сток с территории населенных пунктов, с/х полей (использование различных химических препаратов - минеральных удобрений, пестицидов и т.д.) молевой сплав леса; водный транспорт (сточные воды 3-х видов: фекальные, хозяйственно-бытовые и воды, получаемые в машинных отделениях). Кроме того, дополнительными источника заражения воды возбудителями кишечных инфекций могут стать: сточные воды больниц; массовые купания; стирка белья в небольшом водоеме. Загрязнения, поступающие в водоемы: нарушают нормальные условия жизнедеятельности биоценоза водоема; способствуют изменению органолептических показателей воды (цветность, привкус, запах, прозрачность); повышают бактериальную загрязненность водоемов. Употребление человеком воды, не подвергшейся методам очистки и обеззараживания, приводит к развитию: инфекционных заболеваний, а именно бактериальных, дизентерии, холеры, вирусных (вирусных гепатит), зоонозам (лептоспироз, туляремия), гельминтозам, а так же заражение человека простейшими (амеба, инфузория туфелька); увеличивают количество химических веществ, превышение ПДК которых в питьевой воде способствует развитию хронических заболеваний (например, накопление в организме свинца, бериллия) Поэтому к качеству питьевой воды предъявляют следующие гигиенические требования: Вода должна быть эпидемиологически безопасной в отношении острых инфекционных заболеваний; должна быть безвредной по химическому составу; вода должна иметь благоприятные органолептические показатели должна быть приятной на вкус, не должна вызывать эстетическое неприятие. Для снижения заболеваемости человека, связанной с водным фактором передачи необходимо: выполнение природоохранного комплекса мероприятий (предприятия источники загрязнений) и контроль над его выполнением (контролирующие органы министерства природного хозяйства, ФС «Роспотребнадзор»); применение методов улучшения качества питьевой воды (водоканал); контроль качества питьевой воды. КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ВОДОИСТОЧНИКОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙПриродная вода на Земле представлена поверхностными, подземными водами и атмосферной водой. В основном используются поверхностные и подземные воды. Большая часть пресных поверхностных вод планеты (около 70 %) сконцентрирована в ледниках Антарктиды, Арктики, горных вершин и практически не используется в настоящее время человеком. Поверхностные воды систематически загрязняются. Водная среда интенсивно загрязняется промышленными, хозяйственно-фекальными, сельскохозяйственными водами, которые содержат не только инфекционное начало, но и различные химические соединения, соли тяжелых металлов, органические вещества. Поэтому до подачи населению такая вода должна обязательно обрабатываться. Для достаточного водообеспечения населения, особое значение приобретают количество и качество воды. Количество воды: Основой водных ресурсов РФ является речной сток. Особенность заключается в том, что его географическое распределение крайне неравномерно: т.е. более 90 % выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения России и сосредоточена большая часть хозяйственного потенциала, приходится менее 9 %. На каждого жителя РФ в среднем приходится по 250 л в сутки. В крупных городах удельное водопотребление составляет 320 л в сутки, в Москве – 400 л в сутки, в тоже время в ряде районов России, например в Поволжье и в Зауралье существуют трудности в обеспечении населения пресной водой. Тем не менее, средняя водообеспеченность населения у нас одна из самых высоких в мире. (Для сравнения: США – 320; Германия – 180; Англия – 170; Япония – 125; Индия – 65; Финляндия – 58; Ирак – 16 л в сутки). Однако по сравнению с другими странами пресная вода расходуется у нас крайне неэкономно. Значит, затрачиваются большие деньги на водоподготовку. Качество воды: Особое беспокойство вызывает качество поверхностных водоисточников, т.к. поверхностные воды подлежат значительному и постоянному загрязнению. В настоящее время чистой питьевой воды на планете не имеют около 1 млрд. человек. В России проблема чистой воды стоит очень остро. Это обусловлено не только неравномерностью распределения водных ресурсов по регионам, но и высоким уровнем загрязненности водных объектов. На большей части водных объектов, по данным мониторинга Росгидромета (сеть охватывает 1363 водных объекта), качество воды не отвечает нормативным требованиям. Основные реки: Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора – оценены как «загрязненные»; их крупные притоки: Ока, Кама, Иртыш, Томь, Тобол, Миасс, Исеть, Тура – как «сильно» загрязненные. В результате интенсивного водозабора истощаются запасы подземных вод; имеется более 1400 локальных очагов загрязнения подземных вод. Более 80 % таких очагов находится в Европейской части России (районы городов Мончегорска, Череповца, Балаково и др.) Загрязненность морей, прилегающих к российскому побережью различна. Прибрежные районы Черного моря оценивают как «умеренно загрязненные», Каспийского как «загрязненные», Баренцева (Кольский залив) – как «грязные», Белого – как «чистые». Наблюдаются тенденции к росту уровня загрязненности воды Таганрогского залива Азовского моря, разные участки которого характеризуются разным уровнем от «умеренно загрязненных» до «очень грязных» (устье Темрюка). Наиболее сложная в отношении загрязнения обстановка сложилась в дальневосточных морях, особенно в западной части Камчатского шельфа, в охотском море (пос. Магадан), в Сахалинском заливе, в Японском море – по всей российской части акватории. Таким образом, необходимо особенно внимательно относится к выполнению комплекса природоохранных мероприятий, а также обеспечить должный контроль над его выполнением. К комплексу природоохранных мероприятий по защите водоемов от загрязнений относят: Инженерно-технологические мероприятия. К инженерно-технологическим мероприятиям относят разработку и осуществление технологий производства, в том числе и технологий очистки сточных вод. В статье 3. ФЗ «Об экологической экспертизе», ФЗ № 174 от 1995г сформулирован принцип презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности (т.е. любая деятельность влечет негативное воздействие на окружающую среду). Тем не менее, необходимо стремиться к разработке экологически чистых технологий!!! Этими вопросами в настоящее время заняты многие ученые и проектировщики. Мало этого, необходимо внедрять в производство более экологически чистые технологии!!! Конечно все это экономически затратно, особенно внедрение технологий на уже существующих предприятиях, тем не менее, необходимо. Инженерно-технические мероприятия. Это разработка и внедрение современного оборудования. Это техническая исправность уже установленного и работающего оборудования. Ни для кого, ни секрет, что в России у большого процента работающего оборудования большой процент изношенности. Законодательные мероприятия. Управление в сфере охраны окружающей природной среды. Виды управления: общее осуществляет Правительство РФ, органы исполнительной власти субъектов РФ и органы местного самоуправления в пределах установленной для них компетенции, специальное управление осуществляется. Функции управления: Ведение государственных кадастров в сфере природопользования и ООС (государственный водный кадастр, который является источником информации о качественном и количественном состоянии водоисточников России); Государственный учет и государственная регистрация негативных воздействий на состояние ОС их источников и опасных веществ; государственный экологический мониторинг; планирование природоохранной деятельности; лицензирование в сфере ООС; государственная экологическая экспертиза. Процедуры оценки воздействия на окружающую природную среду и экологической экспертизы; Экологическое нормирование. Экономико – правовые меры охраны окружающей природной среды; Техническое нормирование качества продукции и процессов производства, обеспечивающее экологическую безопасность; Экологические требования к размещению, созданию и эксплуатации хозяйственных и иных объектов недвижимости; Аудит и охрана окружающей среды; Экологический аудит — инструмент управления, который подразумевает систематическую, документированную, периодическую и объективную оценку деятельности организации, системы управления, а также процессов, предназначенных защищать окружающую среду. Аудит ускоряет административный контроль процессов, оценивает опасность и возможности ее снижения, а также определяет соответствие политики компании действующим законам. Страхование экологических рисков; Ответственность за нарушение законодательства об охране окружающей природной среды. Архитектурно-планировочные мероприятия. В отношении защиты водоемов от загрязнений к архитектурно-планировочным мероприятиям относят правила размещения объектов хозяйственной или иной деятельности и установление зон санитарной охраны водоемов. Зоны санитарной охраны устанавливаются в составе трех поясов. Зона строго режима, Зона ограничения, Зона наблюдения. Зона строгого режима предназначена для защиты места водозабора и водозаборных сооружений от загрязнения и повреждения. Минимальное удаление береговой границы от уреза воды – 100 м. Граница в направлении к противоположному от водозабора берегу – не менее 100 м. При ширине водотока менее 100 м в состав 1 пояса включается вся экватория и береговая полоса шириной 50 м. Для проточных водоемов водная часть 1 пояса должна быть вверх по течению 200 м, вниз – не менее 100 м. Территория первого пояса должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода, рыбная ловля, купанье, стирка белья, катание на лодках. Зона ограничения вверх по течению составляет 30-60 км для рек средней и малой мощности, для малых рек – вся территория бассейна. Вниз по течению – не менее 250 м от водозабора. Зона наблюдения – боковая граница – 3-5 км от уреза воды. При защите водоисточников от загрязнений необходимо также учитывать, что неудовлетворительное состояние почвы оказывает влияние на качество воды в водоисточниках. ТЕМА 7. Тема занятия: «Методы кондиционирования воды» 1. Основные методы улучшения качества воды отстаивание, фильтрация, коагуляция. 2. Химические методы обеззараживания воды, их положительные и отрицательные свойства. 3. Механизм бактерицидного действия хлора. 4. Хлорирование воды (способы, препараты, эффективность хлорирования воды, хлорпотребность различной воды). 5. Гигиенические требования к приготовлению и хранению растворов хлорной извести. 6. Озонирование и серебрение воды. 7. Физические методы обеззараживания воды (действие высокой температуры, лучистой энергии (УФЛ, гамма-излучение), ультразвука). 8. Специальные методы улучшения качества воды. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ Для того, чтобы вода из водоема была пригодна для питья, т.е. соответствовала бы ГОСТу "Вода питьевая" необходимо применить методы улучшения ее качества. Методы улучшения качества воды подразделяют на основные и специальные. Основные методы направлены на улучшение органолептических и бактериологических показателей воды. Специальные методы направлены на улучшение химических показателей, т.е. улучшение минерального состава воды (фторирование, дефторирование, опреснение, обезжелезование). К ОСНОВНЫМ методам относят: Осветление – удаление из воды взвешенных частиц; Обесцвечивание – устранение из воды окрашенных коллоидов, или истинно растворенных веществ; обеззараживание – удаление из воды патогенного начала. Осветление, обесцвечивание и частично обеззараживание достигается путем применения комплекса следующих технологических мероприятий (коагуляция, фильтрация, отстаивание). Полное обеззараживание достигается путем применения дезинфицирующих веществ. В результате традиционная схема водоподготовки воды на коммунальных сооружениях централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения выглядит так: 1)поступление воды в систему 2)хранение воды в резервуаре или возможно произвести предварительное обеззараживание; 3)коагуляция, флокуляция и отстаивание; 4) фильтрация; 5)обеззараживание; 6)специальные методы. Коагуляция – это процесс укрупнения коллоидных и тонкодиспергированных примесей воды, происходящей вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. Коагуляция завершается образованием хлопьев. В качестве коагулянтов чаще используют сульфат алюминия. Al2 (SO4)3 , а также железный купорос Fe(SO4) x 7H2O и хлорид железа. Так как соли железа обладают высокой коррозийной активностью, то при их использовании необходимо подщелачивать воду. Доза коагулянта устанавливается опытным путем, ориентиром служит щелочность воды. Для процесса коагуляции могут также использовать флокулянты – высокомолекулярные синтетические соединения. Различают флокулянты анионного (полиакриламид) и катионного типов. Флокулянты анионного типа требуют предварительной обработки воды коагулянтом. Применение флокулянтов ускоряет процесс коагуляции. Процесс коагуляции зависит: от величины карбонатной жесткости (чем больше карбонатная жесткость, тем больше требуется коагулянта); от дозы коагулянта; от времени контакта с водой; от температуры воды; мутности, цветности; рН воды Процесс коагуляции подготавливает воду для дальнейшей обработки. Обработанная коагулянтом вода проходит процесс отстаивания в отстойниках. Принципом работы отстойника является замедление скорости движения воды при увеличении сечения потока. В зависимости от направления движения воды различают горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники. Однако, процесс осветления воды протекает значительно интенсивнее не в отстойниках, а в типе водоочистных сооружений, названным осветителем со взвешенным осадком. В них коагулированные воды протекают через слой ранее образованного осадка, находящегося во взвешенном состоянии. При этом по сравнению с отстойниками осветителях образуются более крупные и плотные хлопья (значит, вода лучше очищается), время пребывания воды сокращается, снижается расход коагулянта. Фильтрование – является II этапом очистки воды на водоочистительных станциях. Фильтр представляет собой резервуар с двойным дном: нижним – сплошным; и верхним – дырчатым. На верхнее дно укладывают гравий или щебень (это поддерживающий слой), а затем слой, собственно фильтрующего материала (это песок). Движение на фильтрах может осуществляться с различной скоростью (медленные, обычные, скорые фильтры) и в различном направлении (снизу вверх – контактные осветители; и в двух направлениях: снизу вверх и сверху вниз – двухпоточные фильтры). Медленные фильтры применяют для фильтрования некоагулированной воды на водопроводах малой производительности. Малая скорость фильтрования и малые размеры частиц взвеси способствуют «созреванию» фильтрующей пленки. Это пленка представляет собой фильтрующий слой, образующийся с участием крупных частиц взвеси. Т.е. сначала фильтр работает в режиме созревания, а потом включается в работу. Созревшая фильтрующая пленка называется биологической пленкой, которая задерживает мельчайшие взвеси, бактерии, уменьшая их количество на 95-99%, участвует в окислении продуктов распада органических веществ, обеспечивает снижение цветности воды на 20%. Созревшие фильтры могут функционировать до 70 дней. При старении пленки, верхний слой грязи снимают. Скорые фильтры, в которые подается вода, предварительно прошедшая коагулирование, быстро засоряются и требуют очистки 1-2 раза в сутки. Очистка фильтров производится обратным током чистой воды. Вследствие частой промывки пленка не успевает трансформироваться в биологическую. Поэтому бактериозадерживающая способность фильтров не полная – 50-95%. Контактный осветитель – это скорый фильтр с трехслойной фильтрирующей загрузкой, в котором используется метод контактной коагуляции. Обеззараживание (дезинфекция) воды – уничтожение содержащихся в воде бактерий, вирусов, патогенных простейших, яиц гельминтов с помощью химических реагентов или физическими методами. Химические методы: хлорирование, озонирование, обеззараживание при помощи перекиси водорода, серебра. Физические методы: УФ – излучение, кипячение, импульсные электрические разряды. МЕТОД ХЛОРИРОВАНИЕ Для обеззараживания могут быть использованы следующие хлорсодержащие препараты: чистый хлор, газообразный хлор, хлорная известь, хлорамины, ДТСГК (двутретиосновная соль гипохлорита кальция) (Таблица 1). Хлорная известь с завода выпускается с максимальной активностью -36 %. При хранении она разлагается. Свет, влажность, доступ кислорода ускоряют потерю активного хлора. Поэтому при обеззараживании воды используется хлорная известь с активностью хлора около 25 %. При активности хлора менее 15% хлорную известь использовать нельзя. Максимально возможное содержание активного хлора в ДТСГК – 65%. Для предотвращения снижения активности хлора, хлорную известь необходимо хранить в темном, прохладном, сухом, хорошо проветриваемом помещении в плотно закрытой упаковке. Можно в стеклянной, эмалированных ведрах, в бочках, но только не в металлической таре. Перед употреблением хлорную известь проверяют на содержание активного хлора, сначала готовят 10 % раствор (маточный) (действует на споры сибирской язвы). Приготовление маточного раствора. Для приготовления 10 литров 10 % раствора берут 1 кг хлорной извести с содержанием активного хлора 25 %. В емкости хлорную известь тщательно растирают лопаточной и при помешивании добавляют дистиллированную воду 10 литров. Емкость закрывают и оставляют на 24 часа в течение первых 4 часов - 3 раза тщательно перемешивают, для того чтобы хлор лучше перешел в воду. Через 24 часа сливают жидкость в темную бутыль, маркируют и хранят не более 10 дней. Из этого раствора готовят нужное разведение и хранят до 3 – х дней. Условия эффективности хлорирования воды правильный выбор дозы хлора (доза хлора зависит от количества микробов в исходной воде, от количества и размеров частиц взвешенных в воде, которые препятствуют механически достижению хлором бактериальной клетки, от качественной характеристики органических веществ, а именно азотистые – плохо, от состава водной среды, с повышением РН возрастает степень диссоциации хлорновастистой кислоты и бактериальный эффект уменьшается). С уменьшением РН увеличивается эффективность хлорирования обеспечение смешения хлора с водой обеспечение достаточного времени контакта воды с хлором. Минимальное время контакта хлора с водой при нормальном хлорировании - 30 минут в летний период года, не менее 1 часа – зимой. Минимальное время контакта воды с хлором при гиперхлорировании – 15 минут. |