58. Сравнительная характеристика методов обеззараживания воды. Методы хлорирования.

Обеззараживание-уничтожение микроорганизмов является последним завершающим этапом обработки воды, обеспечиваю­щим ее эпидемиологическую безопасность.

Для обеззараживания воды применяются методы:

1- химические (реагентные)

2-физические (безреа-гентные)

3-В лабораторных условиях для небольших объе­мов воды может быть использован механический метод.

1Химические (реагентные) методы обеззараживания основаны на добавлении к воде различных хим в-в, вызывающих гибель находящихся в воде микроорганиз­мов. Эти методы достаточно эффективны. В качестве реагентов могут быть использованы различные сильные окислители: хлор и его соединения, озон, йод, перманганат калия, некоторые со­ли тяжелых металлов, серебро.

А) хлорирование - является наиболее надежным и испытанным способом обеззараживания воды в санитарной практике. На водопроводных станциях оно производится при помощи газо­образного хлора и растворов хлорной извести. Кроме этого, мо­гут использоваться такие соединения хлора, как гипохлорат на­трия, гипохлорит кальция, двуокись хлора.

Механизм действия хлора заключается в том, что при добав­лении его к воде он гидролизуется, в результате чего происхо­дит образование хлористоводородной и хлорноватистой кислот:

С1₂ + Н₂0 = НС1 + НОС1.

Хлорноватистая кислота в воде диссоциирует на ионы водо­рода (Н) и гипохлоритные ионы (ОС1), которые наряду с дис­социированными молекулами хлорноватистой кислоты облада­ют бактерицидным свойством. Комплекс (НОС1 + ОС1) назы­вается свободным активным хлором.

Бактерицидное действие хлора осуществляется главным обра­зом за счет хлорноватистой кислоты, молекулы которой малы, имеют нейтральный заряд и поэтому легко проходят через обо­лочку бактериальной клетки. Хлорноватистая кислота воздейст­вует на клеточные ферменты, в частности на SH-группы, нару­шает обмен веществ микробных клеток и способность микроор­ганизмов к размножению. В последние годы установлено, что бактерицидный эффект хлора основан на угнетении ферментов — катализаторов окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающих энергетический обмен бактериальной клетки.

Обеззараживающее действие хлора зависит от многих факто­ров, среди которых доминирующими являются биологические особенности микроорганизмов, активность действующих пре­паратов хлора, состояние водной среды и условия, в которых производится хлорирование.

Процесс хлорирования зависит от стойкости микроорганиз­мов. Наиболее устойчивыми являются спорообразующие. Сре­ди неспоровых отношение к хлору различное, например брюш­нотифозная палочка менее устойчива, чем палочка паратифа, и т. д. Важным является массивность микробного обсемене­ния: чем она выше, тем больше хлора нужно для обеззаражи­вания воды. Эффективность обеззараживания зависит от актив­ности используемых хлорсодержащих препаратов. Так, газооб­разный хлор более эффективен, чем хлорная известь.

Большое влияние на процесс хлорирования оказывает состав воды; процесс замедляется при наличии большого количества органических веществ, так как большее количество хлора ухо­дит на их окисление, и при низкой температуре воды. Сущест­венным условием хлорирования является правильный выбор дозы. Чем выше доза хлора и чем продолжительнее его контакт с водой, тем более высоким будет обеззараживающий эффект.

МЕТОДЫ:

- Иногда для усиления обеззараживающего эффекта и для улучшения коагуляции часть хлора вводят вместе с коагулян­том, а другую часть, как обычно, после фильтрации. Такой ме­тод называется двойным хлорированием.

-Хлорирование нормальными дозами применяется в обычных условиях на всех водопроводных станциях. При этом большое значение имеет правильный выбор дозы хлора, что обусловли­вается степенью хлорпоглощаемости воды в каждом конкрет­ном случае.

-Суперхлорирование (гиперхлорирование) воды проводится по эпидемиологическим показаниям или в условиях, когда невоз­можно обеспечить необходимый контакт воды с хлором (в тече­ние 30 мин). Обычно оно применяется в военно-полевых усло­виях, экспедициях и других случаях и производится дозами, в 5—10 раз превышающими хлорпоглощаемость воды, т. е. 10— 20 мг/л свободного хлора. Время контакта между водой и хлором при этом сокращается до 15—10 мин. Преимущества: значительное со­кращение времени хлорирования, упрощение его техники, и возможность обеззараживания воды без предварительного осво­бождения ее от мути и осветления. Недостатком:сильный запах хлора, но его можно устранить до­бавлением к воде тиосульфата натрия, активированного угля, сернистого ангидрида и других веществ (дехлорирование).

-На водопроводных станциях иногда проводят хлорирование с преаммонизацией. Этот метод применяется в тех случаях, когда обеззараживаемая вода содержит фенол или другие вещества, которые придают ей неприятный запах. Для этого в обеззара­живаемую воду вначале вводят аммиак или его соли, а затем, через 1—2 мин, — хлор. При этом образуются хлорамины, об­ладающие сильным бактерицидным свойством.

Б)озо­нирование. Озон является нестойким соединением. В воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кисло­рода, с чем связана сильная окислительная способность озона.. Меха­низм обеззараживающего действия озона аналогичен действию хлора: являясь сильным окислителем, озон повреждает жизненно важные ферменты микроорганизмов и вызывает их гибель. Имеют­ся предположения, что он действует как протоплазматический яд.

Преимущество: улучшаются вкус и цвет воды, поэтому озон может быть использован одно­временно для улучшения ее органолепт-ких свойств,озо­нирование не оказывает «-» влияния на минераль­ный состав и рН воды. Озони­рование производится при помощи специальных аппаратов — озонаторов.

В) олигодинамические действия солей тяжелых металлов (серебра, меди, золота) - способность оказывать бактери­цидный эффект в течение длит срока при крайне малых концентрациях. Механизм действия заключается в том, что + заряженные ионы тяжелых металлов вступают в воде во взаимодействие с микроорганизмами, имеющими - заряд. Происходит электроадсорбция в рез-те которой они проникают в глубь микробной клетки, образуя в ней альбуминаты тяжелых металлов (соединения с нуклеиновыми кислотами), в ре­зультате чего микробная клетка погибает. Данный метод обычно применяется для обеззараживания небольших количеств воды.

Недостатки хим методов:

- большинство этих ве­ществ отрицательно влияет на состав и органолептические свойства воды.

-бактерицидное действие этих ве­ществ проявляется после определенного периода контакта и не всегда распространяется на все формы микроорганизмов.

2Безреагентные методы не оказывают влияния на состав и свойства обеззараживаемой воды, не ухудшают ее ор­ганолептических свойств. Они действуют непосредственно на структуру микроорганизмов, вследствие чего обладают более широким диапазоном бактерицидного действия. Для обеззара­живания необходим небольшой период времени.

А) облучение воды бактерицидными (ультра­фиолетовыми) лампами. Наибольшим бактерицидным свойством обладают УФ-лучи с длиной волны 200—280 нм; максимум бакте­рицидного действия приходится на длину волны 254—260 нм. Ис­точником излучения служат аргонно-ртутные лампы низкого давления (БУВ) и ртутно-кварцевые лампы (ПРКи РКС).На небольших водопроводах используются аргонно-ртутные лампы низкого давления. Обезза­раживание воды наступает быстро, в течение 1—2 мин. При обез­зараживании воды УФ-лучами погибают не только вегетативные формы микробов, но и споровые, а также вирусы, яйца гельмин­тов, устойчивые к воздействию хлора. Применение бактерицид­ных ламп не всегда возможно, так как на эффект обеззаражива­ния воды УФ-лучами влияют мутность, цветность воды, содер­жание в ней солей железа. Поэтому, прежде чем обеззараживать воду таким способом, ее необходимо тщательно очистить.

Б) наиболее надежным является кипячение. В результате ки­пячения в течение 3—5 мин погибают все имеющиеся в ней м-мы, а после 30 мин вода становится полностью стерильной. Несмотря на высокий бактерицидный эффект, этот метод не находит широкого применения для обеззаражи­вания больших объемов воды. Его можно использовать в быту, детских учреждениях и т. д. Недостаток: ухудшение вкуса воды, наступающего в результате улетучива­ния газов, и возможность более быстрого развития м-в в кипяченой воде.

В)импульсный электрический разряда, ультразвука и иониз излучение.

59. Гигиеническое значение состава свойств и процессов самоочищения почвы. Учение о почве как особом естественно-историческом теле создано русским ученым В. В. Докучаевым.

Почва — это обладаю­щий плодородием верхний слой земной коры, образовавшейся под влиянием физических, химических, биологических и технических факторов. Плодородие — отличительный признак почвы от всех других пород.

В почве живут и гибнут различные патогенные бактерии, ви­русы, простейшие, яйца гельминтов. Доказано, что загрязнен­ная почва может прямо или опосредованно оказывать токсиче­ское, аллергенное, канцерогенное, мутагенное и другое воздей­ствие на организм. Она также может оказывать большое влияние на здоровье людей и санитарные условия их жизни. С почвой тесно связано количество и качество продуктов расти­тельного и животного происхождения, т. е. наше питание. Благодаря своему уникальному свойству, плодородию почва является ценным природным ресурсом и средством производства, дающим более 90 % продуктов пита­ния и сырья для перерабатывающей промышленности и других производств.

Почва- главный элемент биосферы, где происхо­дят миграция и обмен всех экзогенных химических веществ. Она занимает важное место в системе профи­лактической защиты биосферы, так как загрязненная почва может стать источником загрязнения атмосферного воз­духа, воды, продуктов питания человека и кормов животных.

Почва состоит из: материнской породы, мертвого органическо­го вещества, живых существ, воздуха и воды. Материнская порода представляет собой сложный комплекс минеральных соединений (90—99 %), состоящих в основном из песка, глины, извести и ила, включающих соли кремния, каль­ция, магния, алюминия и др. В зависимости от соотношения песка и глины все почвы делятся на песчаные, супесчаные, гли­нистые и суглинистые. С учетом размера частиц выделяют ка­менистую часть (с диаметром частиц более 3 мм), песок (0,2— 3 мм), глину (0,001—0,01 мм), коллоидную фракцию гумуса — перегноя (меньше 0,0001 мм). От механического состава, раз­мера частиц и их характера зависят такие свойства почвы, как пористость, воздухопроницаемость, влаго- и теплоемкость, те­пловой режим. Так, крупнозернистые почвы, как правило, об­ладают хорошей воздухо- и водопроницаемостью, а мелкозер­нистые характеризуются значительной водоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью.

Самоочищение:

В гигиеническом отношении наиболее благоприятной является почва, имеющая большую воздухо- и водопроницаемость, так как эти свойства способствуют процессам самоочищения, обеспече­нию нормального теплового режима приземного слоя атмосферы. Такие почвы, не заболачиваются, поэтому для строительства жилых и общественных зданий выбирают участ­ки земли с крупнозернистой почвой.

Важной характеристикой почвы является ее водоемкость — количество воды, которое может быть поглощено единицей объ­ема почвы. Установлено, что чем мельче поры, тем больше воды может поглотить и удерживать почва. Так, торфянистые почвы могут удерживать 3—5-кратное и более количество воды, песча­ные — около 20 %, глинистые — около 70 % воды по массе.

Другой важной характеристикой почвы является ее темпера­тура, от которой в значительной степени зависят температура приземного слоя атмосферы, тепловой режим помещений пер­вых этажей и подвалов. Т почвы оказывает сущест­венное влияние на жизн-ть почвенных организмов и процессы самоочищения.

воздух. От его удельного содержания зависят прежде всего процессы окисле­ния, он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Почвенный воздух отличается от атмосферного: в нем содержится зна­чительно большее количество диоксида углерода, водяных паров и мало кислорода. Так, с возрастанием глубины (до 5—6 м) ко­личество кислорода снижается до 14 %, а содержание диоксида углерода увеличивается до 8 %. Состав почвенного воздуха в значительной степени определяется структурой почвы и жизне­деятельностью ее микроорганизмов

Вода обеспечивает необходимые условия жизни для почвен­ной флоры и фауны. Являясь универсальным растворителем, почвенная вода содержит орг и минер соед-ния, от которых зависит хим состав растений. Поч­венная вода, оказывая влияние на теплоемкость и теплопровод­ность почвы, определяет ее тепловые свойства.

Живые организмы почвы представлены в основном микро­бами. Общее число их достигает 2 млрд на 1 г почвы. Среди них есть грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают простейшие животные, личинки и кукол­ки мух, насекомых и др.М-мы играют искл важную роль в процес­сах самоочищения почвы, т. е. в процессах превращения органиче­ских веществ, опасных в эпид отношении, в неор­ганические соединения — минеральные соли и газы.одни бак­терии для своего развития могут использовать белки, другие — минеральные соединения, третьи (нитрофикаторы) окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов. Ряд бактерий (желе­зобактерии) превращают соли закиси железа в гидрат окиси, се­робактерии окисляют соединения серы в соли серной и серни­стой кислот (сульфаты, сульфиты). Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ.

60.Роль почвы в передаче и распространения инфекционных и паразитарных з-б В почве могут находиться и передаваться человеку возбудители многих инфек зб, а также яйца и личинки гельмин­тов.

Передача возбудителей кишечных инфекций че­рез почву проходит по сложному пути,наиболее простой путь заражения — через руки, загрязненные инфицированной почвой. Чаще всего отмечается передача инфекции по одному из таких путей:

1-организм больного (ис­точник инфекции) — почва — пищевые продукты растительного происхождения — восприимчивый организм; 2-организм больно­го — почва — подземные воды — восприимчивый организм.

Па­тогенные микроорганизмы поступают в почву с физиологиче­скими отправлениями чел и жив-х, сточными водами, трупами и др. Чистая, незагрязненная почва является неблаго­приятной средой для патогенных бесспоровых микробов. Вме­сте с тем в почве, особенно загрязненной орган в-вами, они длительно сохраняют жизнеспособность. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии — до 100 дней, вирусы полиомиелита, ECHO, Коксаки — до 150 дней, яйца аскарид — до 1 года. Воз­будители газовой гангрены, столбняка, ряда пищевых токсико-инфекций являются постоянными обитателями почвы. Споры сибирской язвы способны сохранять жизнеспособность десят­ки лет. Загрязнение почвой продуктов растительного и живот­ного происхождения может привести к отравлению ботулини-ческим токсином (ботулизм). Особенно опасна роль почвы в распространении аскаридоза и трихоцефалеза. В ней происхо­дит созревание яиц до инвазионной стадии, затем они попада­ют в организм с загрязненными почвой овощами, водой и поч­венной пылью, переносятся мухами. Большую роль играет почва и в распространении биогель­минтов — свиного и бычьего цепня. Как известно, из кишеч­ника человека, зараженного одним из этих паразитов, с фека­лиями их яйца могут попадать в почву, а затем в корм крупного рогатого скота или свиней. Попав в организм животных, яйца этих паразитов превращаются в личинки, которые поселяются преимущественно в мускулатуре. Человек, употребляя в пищу зараженную говядину и свинину, вновь заражается личиночной стадией этих гельминтов.