Учебное_пособие_по_коммунальной_гигиене._книга_1. Учебное пособие Книга 1 Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене Для студентов специальности
 Скачать 4.27 Mb.
|
|
Тема 1. Гигиеническая оценка источников водоснабжения и качества питьевой воды Цель занятия: изучение критериев оценки качества питьевой воды при централизованном и нецентрализованном водоснабжении. Освоение методик органолептического и физико-химического определения свойств воды, принципов и методов их гигиенической оценки. Изучение правил выбора источников хозяйственно-питьевого водоснабжения и классификации систем водоснабжения. Вопросы теории: гигиеническое значение воды и роль водного фактора в заболеваемости населения; источники водоснабжения и их санитарно-гигиеническая характеристика; санитарно-гигиенические требования к качеству воды при централизованных и нецентрализованных системах питьевого водоснабжения; нормы хозяйственно-питьевого водопотребления; санитарно-гигиенические требования к устройству и эксплуатации сооружений централизованной и нецентрализованной систем питьевого водоснабжения; охрана источников водоснабжения. Студент должен: знать: влияние качества воды на здоровье человека, гигиенические принципы нормирования качества питьевой воды, правила выбора источников водоснабжения, классификацию систем водоснабжения, контроль качества питьевой воды источников, а также зоны санитарной охраны. уметь: самостоятельно проводить органолептическое и физико-химическое исследование качества воды и давать заключение о качестве питьевой воды и условиях использования источников водоснабжения по результатам анализов воды и данным обследования водоисточников. Учебный материал для выполнения задания Физиологическое значение воды. Вода является одним из самых важнейших элементов окружающей среды, необходимых для жизни человека, животных и растений. Организм человека содержит 70-80% воды. Для поддержания физиологических процессов необходимо постоянное восполнение утраченного количества воды, так как даже небольшая потеря воды приводит к серьезным нарушениям состояния здоровья. Если содержание воды в организме человека снижается на 1-2%, то появляется жажда, на 5% - присоединяются помрачение сознания, галлюцинации. Потеря воды в количестве 10% массы тела приводит к заметному нарушению обмена веществ, потеря 15-20% при температуре воздуха выше 300С является уже смертельной, а потеря в количестве 25% смертельна и при более низких температурах воздуха. По нормам ВОЗ потребность человека в питьевой воде составляет 2,2 л в сутки. Вода поступает в организм с продуктами питания (0,6 – 1,2л), при питье (1,5л) и в результате окисления пищевых веществ (до 0,5л). Вода, принятая с пищей, дольше задерживается в организме, чем выпитая натощак. Вода выделяется через почки (1,5л), с потом (400-600мл), с выдыхаемым воздухом (350-400мл), с калом (100-150мл). Выделение воды зависит от характера употребляемой пищи, содержания в ней солей. Так, ионы натрия способствуют накоплению воды, а ионы калия – ее выделению. Гигиеническое значение воды и нормы водопотребления. Вода необходима для хозяйственно-бытовых, санитарно-гигиенических и производственных нужд населения. Вода является важным оздоровительным (закаливание) и лечебным фактором (водные физиотерапевтические и бальнеологические процедуры). Водопотребление зависит степени санитарно-технического благоустройства населенных мест, культурно-бытового обслуживания и общего культурного уровня населения. Нормы водоснабжения: при местном водоснабжении – 25-50 л/чел. сут.; при централизованном водоснабжении: для жителей, пользующихся водой из водоразборных колонок, – 40-60л; для проживающих в зданиях, оборудованных водопроводом и канализацией без ванн, – 140-170л; с ваннами – 170-200л; с системой горячего водоснабжения -300-400л. Эпидемиологическое значение воды обусловлено смертностью и инфекционной заболеваемостью населения из-за ее низкого качества. До 80% болезней (ВОЗ) связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Водным путем могут передаваться возбудители кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии), вирусных заболеваний (инфекционного гепатита, полиомиелита, энтеровирусных, например, болезни Коксаки А и В, аденовирусных инфекций, например, бассейнового конъюнктивита), зоонозов (желтушного лептоспироза - болезни Васильева – Вейля, безжелтушного лептоспироза - водной лихорадки, туляремии), амебной дизентерии и геогельминтозов. Характерные особенности водных эпидемий: внезапность; массовость; использование общего водоисточника; быстрый спад числа заболеваний после проведения противоэпидемических мероприятий, наличие «контактного хвоста». Санитарно-гигиеническая характеристика источников водоснабжения населения. Классификация источников воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения: воды поверхностных источников (открытые водоемы), подземные воды (грунтовые; межпластовые безнапорные и межпластовые напорные). Основной критерий при выборе источника водоснабжения - его санитарная надежность, дебит (производительность воды в единицу времени) и постоянство. Наиболее стабильны по дебиту, химическому составу и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые подземные воды, располагающиеся между водонепроницаемыми слоями (глина, гранит и др.) и в зависимости от условий залегания они могут быть напорными (артезианские воды) или безнапорными. Межпластовые напорные воды можно использовать для питьевых целей без предварительной обработки при условии общей минерализации до 1 г/л. Повышенное давление воды позволяет поднимать артезианскую воду на поверхность без больших материальных затрат. При невозможности использования артезианской воды достаточно надежными являются межпластовые безнапорные воды. Грунтовые воды менее надежны в эпидемиологическом отношении, формируются из поверхностных стоков, отражают органический и минеральный состав верхнего почвенного слоя и могут подвергаться микробному загрязнению. При выборе источника воды из открытых водоемов - рек, ручьев, озер, искусственных водохранилищ следует учитывать его способность к самоочищению. К более стабильным источникам водоснабжения относятся искусственно создаваемые водохранилища на крупных и средних реках, имеющие большой дебит. Однако все открытые водоемы подвержены загрязнению за счет атмосферных осадков, спуска хозяйственных, фекальных и промышленных сточных вод. Для исключения эпидемической опасности вода этих источников нуждается в тщательной предварительной обработке. Воды атмосферных осадков для питьевых целей используются в исключительных случаях и чаще всего они находят применение в засушливых южных районах. Системы водоснабжения и их санитарно-гигиеническая характеристика. Различают централизованную и местную системы водоснабжения НМ. При централизованной системе вода подается потребителям по трубопроводам в виде внутридомового водопровода и уличного (в виде водоразборных колонок), при нецентрализованной (местной) потребитель забирает воду непосредственно из водоисточника без разводящей сети. Централизованное водоснабжение из подземных водоисточников: вода поднимается с помощью скважин и подается в водопроводную распределительную сеть без очистки. Централизованное водоснабжение из открытых водоемов: вода поднимается из открытого водоема с помощью водозаборных сооружений, подвергается очистке и обеззараживанию на головных сооружениях водопровода и только после этого подается в распределительную сеть. Нецентрализованное водоснабжение: вода собирается с помощью шахтных или трубчатых колодцев, каптажей родников и инфильтрационных колодцев или галерей. Место расположения водозаборных сооружений выбирают на незагрязненном участке, удаленном на ≥50 метров выше по потоку грунтовых вот от существующих или возможных источников загрязнения - выгребных туалетов и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др. Водозаборные сооружения не должны устраиваться на участках, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных местах, ближе 30 метров от магистралей с интенсивным движением транспорта. Шахтные (грунтовые) колодцы предназначены для получения подземных вод из первого безнапорного водоносного пласта и состоят из шахты, оголовка, ствола и водоприемника. Оголовок (≥ 0,7-0,8 м выше поверхности земли), служащий для защиты шахты от загрязнения и подъема воды, должен иметь крышку. По его периметру должен быть сделан глиняный «замок» глубиной 2м и шириной 1м и отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом ≥ 2 м с уклоном от колодца в сторону кювета. Вокруг колодца должно быть ограждение, а около колодца устраивается скамья для ведер. Стенки шахты должны быть водонепроницаемыми. Водоприемная часть колодца, служащая для притока и накопления грунтовых вод, должна быть заглублена в водоносный пласт. Дно колодца для фильтрации поступающей воды засыпают гравием. Подъем воды из шахтного колодца осуществляется с помощью насоса, ворота или «журавля» с общественной, прочно прикрепленной бадьей или ведром. Трубчатые колодцы (скважины) предназначены для получения подземных вод из водоносных горизонтов и бывают мелкими (до 8м) и глубокими (до 100м и более). Трубчатые колодцы состоят из обсадных труб различного диаметра, насоса и фильтра. Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8-1,0 м, герметично закрыт, иметь сливную трубу, снабженную крючком для подвешивания ведра. Вокруг оголовка устраиваются глиняный гидроизоляционный «замок», отмостка с уклоном 100 от колодца и скамья для ведер. Подъем воды производится с помощью насосов. Каптажи – это специальнные камеры из бетона, кирпича или дерева, предназначенные для сбора выходящих на поверхность подземных вод родников (ключей). Каптажи родников должны иметь водонепроницаемые дно и стены (за исключением стены со стороны водоносного горизонта), гидроизоляционный замок, люк с крышкой, водозаборную трубу с крючком для подвешивания ведра. Рядом устраивается скамейка для ведер. В целях предохранения каптажной камеры от заноса песком устраивается фильтр со стороны потока воды. Каптажные камеры должны быть помещены в павильон, территория которого ограждена. В радиусе ближе 20 м от колодца или каптажа родника не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка, полоскание белья и любых видов деятельности, способствующих загрязнению воды. Санитарная охрана источников водоснабжения и контроль качества воды. Под зоной санитарной охраны источников водоснабжения понимают специально выделенную территорию, связанную с источником водоснабжения и водопроводными сооружениями, где устанавливают особый режим. Зоны санитарной охраны (ЗСО) (СанПиН 2.1.4.1110 – 02) организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй пояс (пояс ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения от микробных загрязнений, (необходимо учитывать время выживаемости микроорганизмов). Третий пояс (пояс ограничений) включает территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения от химического загрязнения. Протяженность зоны санитарной охраны зависит от вида источника (поверхностный или подземный), характера загрязнения (микробное или химическое), степени естественной защищенности от поверхностного загрязнения (для подземного источника). Границы поясов ЗСО поверхностного источника: - Границы 1-го пояса для водотоков (реки, каналы): вверх по течению ≥ 200 м; вниз по течению ≥ 100м от водозабора; по прилегающему к водозабору берегу ≥ 100м; в направлении к противоположному от водозабора берегу: при ширине реки < 100м вся акватория и противоположный берег шириной 50м, а при ширине реки > 100м полоса акватории шириной ≥ 100м. Для водоемов (водохранилища, озера) граница устанавливается ≥ 100м во всех направлениях по акватории водозабора и по прилегающему к водозабору берегу. - Граница 2-го пояса на водотоке в целях микробного самоочищения должна быть удалена вверх по течению водозабора настолько, чтобы время пробега воды до водозабора составляло ≥ 5 суток в холодном и умеренном климате и ≥ 3 суток в жарком климатическом районе; ниже по течению – ≥ 250 м от водозабора. Боковые границы - ≥ 500-1000 м. На водоемах граница должна быть удалена по акватории во все стороны от водозабора на расстояние 3-5км. - Границы 3-го пояса на водотоке вверх и вниз по течению совпадают с границами 2-го пояса, боковые границы – в пределах 3-5км. На водоеме - полностью совпадают с границами второго пояса. Границы поясов ЗСО подземного источника: - Границы 1-го пояса устанавливаются на расстоянии ≥ 30 м от крайних скважин для защищенных подземных вод и ≥ 50 м для недостаточно защищенных вод. - Границы 2-го пояса ЗСО определяются гидродинамическими расчетами и составляют 100- 400 м, исходя из условий, что микробное загрязнение не достигнет водозабора. - Границы 3-го пояса, предназначенного для защиты водоносного пласта от химического загрязнения, также определяются гидродинамическими расчетами. Санитарное обследование источника воды включает осмотр водоисточника на местности или санитарно-топографическое описание по карте; определение количества воды в водоисточнике (его дебит); взятие проб воды и их анализ; выяснение заболеваемости населения и некоторых видов животных в районе расположения водоисточника болезнями, распространяющимися через воду. Санитарно-гигиенические требования к качеству питьевой воды Химический состав воды и его влияние на здоровье населения. Химический состав воды зависит от ее происхождения. Общая минерализация пресной питьевой воды должна быть ≤1000мг/л. При 1-2,5 г минеральных веществ на л вода имеет солоноватый вкус, > 2,5 г/л – соленый. Постоянное употребление высоко минерализованной воды приводит к расстройству пищеварения, снижению аппетита, слабости и потере трудоспособности, обострению хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта. Ряд заболеваний связан с употреблением мягкой маломинерализованной питьевой воды: гипертонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, хронического гастрита, холецистита. При концентрации хлоридов вода имеет горько-соленый вкус, вызывает угнетение желудочной секреции и диуреза, развивается артериальная гипертония. Высокое содержание сульфатов обусловливает горький вкус воды и вызывает нарушение водно-солевого обмена. Соли кальция и магния обусловливают жесткость воды. Наиболее высокий уровень заболеваемости населения желчекаменной и мочекаменной болезням наблюдается в районах, где питьевая вода имеет жесткость от 16 до 23 мг–экв/л. Установлено, что питьевая вода повышенной минерализации (общая минерализация более 1г/л) и жесткости (более 14 мг–экв/л) – фактор высокой интенсивности, оказывающий неблагоприятное действие на менструальную и детородную функции женского организма, течение беременности и родов, на плод и здоровье новорожденного. Качественный состав указанной воды обуславливает повышение гинекологической заболеваемости, что находится в прямой зависимости от длительности потребления подобной воды. У лиц с высокой чувствительностью жесткая вода может вызывать раздражение и болезненную сухость кожи. Санитарно-гигиеническое значение жесткости воды заключается в том, что в жесткой воде плохо развариваются овощи, усвояемость мяса снижается вследствие образования с его белками нерастворимых соединений; чай в жесткой воде плохо настаивается и его вкусовые качества снижаются. В жесткой воде плохо мылится мыло, так как при этом ионы натрия мыла замещаются кальцием и магнием из воды, в результате чего образуется хлопьевидный осадок, что затрудняет проведение многих гигиенических мероприятий и повышает расход моющих средств. Жесткость воды может служить показателем ее загрязнения щелочными сточными водами. При систематическом использовании воды с высокой жесткостью среди населения чаще возникает мочекаменная болезнь. Жёсткость воды должна быть не выше 200 и не ниже 60. Избыточное количество нитратов в питьевой воде ограничивается по токсикологическому показателю вредности. Нитраты под воздействием кишечных бактерий восстанавливаются до нитритов, которые, всасываясь в кровь, частично инактивируют гемоглобин, вызывая кислородное голодание - водную нитратную метгемоглобинемию. Нитратная метгемоглобинемия проявляется в цианозе кожных покровов, изменениях со стороны слизистой кишечника и, в отдельных случаях – сердечно-сосудистой системы и особенно тяжело протекает у детей. Безопасное содержание нитратов в воде (по азоту) – 10 мг/л; по NO3 – 45мг/л. Установлено, что в природных водах некоторых районов (геохимических провинциях) могут находиться или, наоборот, отсутствовать микроэлементы, что является причиной возникновения биогеохимических эндемий. Питьевая вода покрывает всего 1-10% суточной потребности в таких микроэлементах, как йод, железо, цинк, магний, молибден, кобальт (вода имеет сигнальное значение), для фтора и стронция является основным источником поступления в организм. При избыточном содержании фтора в воде возникает эндемический флюороз, который протекает в несколько стадий: симметричные меловидные пятна на эмали зубов; пятнистость эмали (пигментация); поперечная исчерченность эмали зубов (тигроидные резцы); безболезненное разрушение зубов; системный флюороз зубов и скелета (уродства развития скелета у детей, кретинизм). При пониженном содержании в питьевой воде фтора (менее 0,5-0,6 мг/л) разрушается зубная эмаль, зубы утрачивают прочность, легко поражаются кариесом. Оптимальной концентрацией фтора в питьевой воде является 0,7-1,5 мг/л для I и II климатических районов, 0,5-1,2 для III климатического района. В воду могут попасть вместе с производственными стоками мышьяк, медь, цинк, свинец, фенол, нефтепродукты, моющие средства ПАВ), пестициды и др. В этих случаях вода может стать причиной серьезных заболеваний и отравлений. Санитарно-химических показатели характеризуют загрязнение воды органическими веществами животного происхождения, например, животными останками, трупами или содержащими испражнения человека и/ или животных канализационными и сточными водами. 1). Содержание в динамике компонентов «белковой триады» - солей аммония, нитритов и нитратов, образующиеся в воде в процессе минерализации азотсодержащих органических веществ – белков (самоочищение воды). Присутствие в воде только аммиака свидетельствует о свежем фекальном загрязнении. Аммиак в аэробных условиях с помощью нитрифицирующих бактерий (Bacillus nitrosamonas, B. nitrobacter) окисляется до азотистой и азотной кислот (нитрификация). Присутствие в воде нитратов свидетельствует о завершении процесса минерализации белков, т.е. о давнем органическом загрязнении. Одновременное присутствие в воде всех трех компонентов «белковой триады», превышающих ПДК, говорит о постоянном органическом загрязнении воды. В питьевой воде допускается ПДК солей аммиака до 0,1 мг/л, нитритов – до 0,002 мг/л, нитратов (по азоту) – не более 10 мг/л. 2). Количество растворенного кислорода в воде источников при большом органическом загрязнении воды заметно уменьшается. В чистых открытых водоемах содержание растворенного кислорода должно быть ≥ 4 мг/л. 3). Окисляемость воды (количество мг кислорода, израсходованное на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды) косвенно указывает на свежее органическое, в т.ч.е фекальное, загрязнение. Окисляемость для воды из артезианских источников ≤ 2 мг/л, грунтовых вод – 4 мг/л, воды из открытых водоемов – 4-7 мг/л. 4). Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это величина снижения количества растворенного в воде кислорода за определенный период времени (обычно 5 суток – БПК5 или 20 суток – БПК20). Вода пригодна для использования в качестве питьевой, если БПК5=1-2 мг/л. 5). Хлориды в воде рассматриваются как показатели бытового загрязнения. Содержание хлоридов в поверхностных незагрязненных водоисточниках обычно не превышает 30-50 мг/л. Увеличение хлоридов (особенно совместно с солями аммония) говорит об опасном загрязнении воды продуктами жизнедеятельности человека (фекалиями, мочой). 6). Сера является составной частью многих белков. Повышение характерного для данной местности содержания солей серной кислоты (сульфатов) в воде в совокупности с другими показателями также может указывать на загрязнение источника органическими веществами. ПДК сульфатов в воде = 500 мг/л. Отмеченные санитарно-химические показатели необходимо оценивать в комплексе в сочетании с показателями эпидемической безопасности воды. В зависимости от местных природных и санитарных условий, а также эпидемической обстановки в населенном месте, перечень контролируемых показателей качества воды расширяется включением дополнительных микробиологических и (или) химических показателей. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1074–01): питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом (табл. 30) и радиационном отношении, безвредна по химическому составу (табл. 31)и иметь благоприятные органолептические свойства (табл. 32). Таблица 30. Микробиологические и паразитологические показатели безопасности питьевой воды
Таблица 31. Обобщенные и химические показатели питьевой воды
Примечания: 1. Климатические районы: I-холодный, II-умеренный, III-теплый, IV-жаркий. 2. Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив: «с.-т.» - санитарно-токсикологический, «орг.» - органолептический. Таблица 32. Органолептические свойства питьевой воды
Примечание. Величина в скобках устанавливается Главным государственным санитарным врачом на основании оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки. При обнаружении в воде нескольких химических веществ 1, 2 классов опасности, нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций к ПДК не должна превышать 1: С1/ПДК1+С2/ПДК2+…+Сn/ПДКn≤1. Радиационная безопасность питьевой воды: суммарная активность α – излучателей ≤ 0,1 Бк/л, β – ≤ 1,0 Бк/л. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованных систем питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1175–02): табл. 33. Таблица 33 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения
* - при отсутствии общих колиформных бактерий проводится определение глюкозоположительных колиформных бактерий (БГКП) с постановкой оксидазного теста. Лабораторная работа «Санитарно-гигиеническая оценка качества питьевой воды и источников водоснабжения» Задание студенту:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||