Глава I Требования, предъявляемые к качеству питьевой и технической воды, и ее анализы

§ 1. Требования, предъявляемые к качеству питьевой воды

Требования к качеству питьевой воды и ее санитарно-бактерио­логический анализ являются основными исходными данными для проектирования очистных сооружений.

Качество питьевой воды должно удовлетворять ГОСТ. 2874—54 «Вода питьевая» (табл. 1).

Кроме качественных показателей, перечисленных в ГОСТе, имеет значение окисляемость, которая характеризует содержание в воде органических веществ и легко окисляющихся неорганиче­ских примесей. Окисляемость воды определяется путем добавки в нее марганцевокислого калия KMnO₄, расход которого, требуемый для окисления содержащихся в воде органических веществ, про­порционален их содержанию. Повышенная окисляемость воды (более 10 мг KMnO₄ на 1 л воды) часто свидетельствует о загряз­нении ее сточными водами. Окисляемость, равная 0,253 мг/л KMnO₄, соответствует 1 мг/л О₂.

Азотсодержащие вещества—аммиак NH₃, ангидриды кислот азотной N₂O₃ и азотистой N₂O₅ — образуются в воде преимущест­венно в результате разложения белковых соединений, попадающих в нее со сточными водами. Иногда аммиак, встречающийся в воде, Может иметь неорганическое происхождение вследствие его обра­зования в результате восстановления нитратов и нитритов гуми­новыми веществами, сероводородом, закисным железом и т. д.

Поэтому такие показатели качества воды, как присутствие ам­миака, нитритов и нитратов и окисляемость воды, нужно сопостав­лять с бактериологическими анализами воды и санитарно-гигиени­ческой характеристикой района водоприемных сооружений.

Отсутствие в воде аммиака с одновременным присутствием нитритов и, особенно, нитратов, т. е. соединений азотной кислоты, показывает, что загрязнение водоема произошло давно и вода под­верглась самоочищению. Наличие в воде аммиака и отсутствие

7

Таблица 1

Основные требования к качеству хозяйственно-питьевой воды (по гост 2874—54)

Качественные пока-затели	Условия определения	Допускаемая величина	Методы испы-таний по ГОСТ	Примечание
Мутность	По мутномеру	Не более 2 мг/л	3351—46	В исключительных случаях по со­гласованию с органами Государствен-ного санитарного надзора до 3 мг/л
Прозрачность	По шрифту Снеллена	Не менее 30 см	3351—46	—
Цветность	По платино-кобальтовой шкале	Не более 20°	3351—46	В исключительных случаях по со-гласованию с органами Государствен-ного санитарного надзора не выше 35°
Запах	По пятибалльной шкале при темпе-ратуре воды 20С	Не более 2 баллов	3351—46	—
Привкус	То же	То же	3351—46	—
Общая жесткость		Не более 7 мг∙экв/л	4151—48	В исключительных случаях по со-гласованию с органами Государствен-ного санитарного надзора не более 14 мг∙экв/л
Активная реак­ция рН	При осветлении или умягчении во-ды	6,5—9,5	4011—48
Содержание же­леза суммарное	При обезжелезивании воды	Не более 0,3 мг/л	4011—48	—
Свинец	—	Не более 0,1 мг/л	4614—49	—
Мышьяк	—	Не более |0,05 мг/л	4152—48	—

Продолжение табл. 1

Качественные показа­тели	Условия определения	Допускаемая величина	Методы испы­таний по гост	Примечание
Фтор	—	Не 0олее 1,5 мг/л	4386—48	—
Медь	—	Не более 3 мг/л	4388—48	—
Цинк	—	Не более 5 мг/л	4387—48	—
Общее число бак­терий	При посеве, в 1 мл неразбавленной воды, определяемое числом колоний, после 24-часового выращивания при температуре 37°С	Не более 100	5216—50
Коли-индекс = 1000, коли-титр	Количество кишечных палочек в 1 л воды, определяемое числом коло­ний на фуксин-сульфитном агаре, с применением концентрации бактерий на мембранных фильтрах	Не более 3	5216—50	Не более трех кишечных палочек в 1 л воды
Коли-титр = 1000 коли-индекс		Не менее 300	5216—50	Одна кишечная палочка в объеме] воды более 300 см*
Остаточный ак­тивный хлор	В водопроводной воде населенного пункта в ближайшей точке к насос­ной станции	Не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л	4245—48	—
Хлорфенольные запахи	При хлорировании воды	Отсутствие	3351—46	—

нитратов указывает на недавнее загрязнение воды органическими веществами. Из сказанного выше следует, что в питьевой воде не должно быть аммиака (возможно только наличие его следов) и допускаются только слабые следы соединений азотистой кислоты (нитритов), а лучше их полное отсутствие.

Содержание нитратов (соединений азотной кислоты) в питье­вой воде не должно быть выше 15—40 мг/л. По данным австрий­ских гигиенистов, повышенное содержание нитратов (более 50 мг/л) в воде, постоянно используемой для питья, приводит к нарушению окислительной функции крови — метгемоглобинемии.

Существенное значение имеет общая сумма растворенных в во­де веществ, так называемый сухой остаток (или плотный остаток) в мг/л. Для его определения выпаривают известное количество предварительно профильтрованной воды, затем остаток высуши­вают при температуре 105—120°С, взвешивают и пересчитывают на 1 л воды.

Величина общего солесодержания обычно определяется сум­мированием веса всех содержащихся в воде катионов и анионов, обнаруженных химическими анализами.

В питьевой воде содержание хлоридов не должно превышать 30—50 мг/л, а содержание сульфатов — 60 мг/л. Однако это не всегда достижимо в некоторых южных маловодных «районах нашей страны (Туркмения, Казахстан и др.), где местные водоисточники сильно минерализованы.

Согласно санитарно-гигиеническим исследованиям последнего времени полагают, что содержание в питьевой воде хлор- и суль­фат-ионов должно быть не более 300—400 мг/л каждого, натрия — не более 200 мг/л, кальция и магния — не более 100—200 мг/л каждого. Следовательно, общая сумма твердых минеральных при­месей в питьевой воде не должна превышать 1000—1500 мг/л. При больших общей минерализации и содержании отдельных ионов наблюдается гиперминерализация организма человека, что вызы­вает различные функциональные заболевания.

Эти выводы совпадают с известным заключением Д. И. Менде­леева о том, что «содержание 1 г в 1 л каких бы то ни было ве­ществ уже делает воду мало пригодной и даже вредной для питья». Согласно ГОСТ 2761—57 величина сухого остатка воды источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабже­ния допускается не более 1000 мг/л.

Необходимо отметить значение наличия в питьевой воде йода, отсутствие или недостаточное содержание которого может вы­звать распространение тяжелого заболевания — эндемического зоба. Установлено, что для предотвращения этой болезни содер­жание в питьевой воде йода должно быть не менее 10^–8 мг/л. Однако добавка йода в питьевую воду как мера борьбы с эндеми­ческим зобом не нашла практического применения. Одна из при­чин этого заключается в неблагоприятном действии содержащей йод воды на отдельных лиц.

10

Продолжительное потребление питьевой воды с избытком фто­ра (выше 1,5 мг/л) ведет к почернению и разрушению эмали зубов. Недостаток в воде фтора (менее 0,5 мг/л) усиливает кариес зубов. Наличие в воде фтора более 1,5 мг/л при одновременном малом содержании в воде йода может вызвать заболевание щитовидной железы, так как фтор вытесняет йод из тканей. Поэтому полагают, что фтор в питьевой воде должен содержаться в количестве не бо­лее 1,5 мг/л (ГОСТ 2874—54), ;но и не менее 0,7—0,8 мг/л.

В воде природных источников обычно содержатся .растворен­ные газы — углекислота, кислород «и сероводород. В зависимости от величины рН воды углекислота может встречаться в свободном состоянии — в виде углекислого газа СO₂, полусвязанной углекис­лоты (бикарбонатные ионы HCO₃) и связанной углекислоты (кар­бонатные ионы СO₃^2–). При значениях рН<4,5 все углекислые соединения присутствуют только в виде свободной углекислоты¹. При величине рН=8,4 углекислота находится в воде в полусвя­занной форме, а при значениях рН>10,5— только в связанной форме.

Находящиеся в воде ионы НCO₃^–, СO₃^2– и углекислый газ CO₂ связаны так называемым углекислотным равновесием. Часть сво­бодной углекислоты, находящаяся в равновесии с бикарбонатами, имеет название равновесной и не вступает в химические реакции.

Избыточная свободная (или агрессивная) углекислота в отли­чие от равновесной является весьма активной. Наличие ее в воде вызывает коррозию бетонных сооружений и водопроводных труб.

В водах открытых водоемов (реки, водохранилища, озера) при­сутствие агрессивной углекислоты является мало вероятным вслед­ствие низкого содержания СO₂ в атмосферном воздухе. Однако в подземных водах содержание агрессивной углекислоты может быть значительным и составлять несколько десятков мг/л.

Количество кислорода, растворенного в воде, 'зависит от темпе­ратуры воды и от парциального давления². При парциальном дав­лении кислорода в атмосферном воздухе, равном 0,21 ат, т. е. в ус­ловиях контакта воды с воздухом при атмосферном давлении, пре­дельное содержание растворенного кислорода отвечает данным, приведенным в табл. 2.

Понижение концентрации кислорода по сравнению с этими ве­личинами характеризует загрязнение воды. В реках, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, содержание раство­ренного кислорода не должно быть менее 4 мг/л. При концентра­ции кислорода ниже 1—1,5 мг/л погибает рыба.

Сероводород в водах поверхностных источников почти не ветре-чается, так как легко окисляется. В подземных водах присутствие сероводорода объясняется процессами восстановления и разложе­

¹ Содержание свободной углекислоты в воде при t=10°С и рН=6-8,5 приведено в табл. 69.

² Парциальное давление — часть общего давления в газовой смеси, обус­ловленного наличием данного газа.

11

ния некоторых минеральных солей (гипса, серного колчедана и др.). Наличие сероводорода иногда до 20—40 мг/л придает воде неприятный запах, вызывает коррозию труб и может способство­вать зарастанию трубопроводов вследствие развития серобак­терий.

Таблица 2