Значение воды для жизнеобеспечения человека.
Вода необходима для хозяйственно-бытовых, санитарно-гигиенических и производственных нужд населения. Вода является важным оздоровительным (закаливание) и лечебным фактором (водные физиотерапевтические и бальнеологические процедуры).
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.
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.
Нормы водопотребления в городских и сельских поселениях.
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.
Характеристика источников водоснабжения.
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.
Основные источники загрязнения водных объектов
Основные источники загрязнения водных объектов – промышленные и городские сточные воды, дренажные воды с орошаемых земель, сточные воды животноводческих комплексов, организованный (ливневая канализация, дренажные воды) и неорганизованный поверхностный сток с территории поселений, промышленных площадок и сельскохозяйственных полей, водный транспорт, твердый сток с эрозированных земель.
Сточными называются воды, образующиеся в процессе хозяйственно-бытовой или производственной деятельности человека.
Самоочищение водоемов.
Поступающие в водоем загрязнения вызывают в нем нарушение естественного равновесия. Способность водоема противостоять этому нарушению, освобождаться от вносимых загрязнений и составляет сущность процесса самоочищения. Самоочищение представляет собой сложный комплекс физических, физико-химических, химических и биохимических явлений.
Системы водоснабжения.
Водоснабжение – подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом.
Различают централизованную и местную системы водоснабжения населенных мест. 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 специальные 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.
Качество питьевой воды, методы его улучшения
Среди основных показателей качества питьевой воды выделяются:
- механические загрязнения;
- органолептические;
- химические;
- бактериологические, вирусологические, паразитарные;
- радиологические.
Методы улучшения качества воды
1. Способы очистки воды: а) физические (отстаивание, фильтрация); устройство горизонтального и вертикального отстойников; б) химические (коагуляция);
2. Способы обеззараживания воды: а) физические (безреагентные); б) химические (реагентные).
3. Хлорирование воды.
Количество хлора, которое при хлорировании 1л воды расходуется на окисление органических, легкоокисляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течении 30 минут, называется хлорпоглощаемостью воды. Хлорпоглощаемость определяется экспериментально, путем проведения пробного хлорирования.
По окончании процесса связывания хлора содержащимися в воде веществами и бактериями в воде начинает появляться остаточный активный хлор, Его появление, определяемое титрометрически, является свидетельством завершения процесса хлорирования. СанПиН 2.1.4.1074-01 указывает на необходимость обязательного присутствия в воде, подаваемой в водопроводную сеть, остаточного активного хлора в концентрациях
0,3 - 0,5 мг/л, что является гарантией эффективности обеззараживания. Кроме того, наличие активного остаточного хлора необходимо для предотвращения вторичного загрязнения воды в разводящей сети. Таким образом, наличие остаточного хлора является косвенным показателем безопасности воды в эпидемическом отношении.
Общее количество хлора, необходимое для удовлетворения хлорпоглощаемости воды и обеспечения наличия необходимого количества (0,3–0,5 мг/л свободного активного хлора при нормальном хлорировании и 0,8-1,2 мг/л связанного активного хлора при хлорировании с аммонозацией) остаточного хлора называется хлорпотребностью воды. В практике водоподготовки используется несколько способов хлорирования воды:
1. Хлорирование нормальными дозами (до хлорпотребности).
2. Двойное хлорирование.
3. Хлорирование с преаммонизацией и др.
4. Гиперхлорирование (доза хлора заведомо превышает хлорпотребность).
Процесс обеззараживания обычно является последней ступенью схем обработки воды на водопроводных станциях, однако в ряде случаев при значительном загрязнении исходных вод применяется двойное хлорировании – до и после осветления и обесцвечивания, также для снижения дозы хлора при заключительном хлорировании, весьма перспективным является комбинирование хлорирования с озонированием.
Хлорирование нормальными дозами. Доза хлора устанавливается экспериментально по сумме величин хлорпоглощаемости и санитарной нормы остаточного хлора (хлорпотребности воды) путем проведения пробного хлорирования.
Хлорирование нормальными дозами является наиболее часто применяемым методом на водопроводных станциях. Минимальное время контакта воды с хлором при хлорировании нормальными дозами составляет летом не менее 30 минут, зимой – 1 часа.
Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй раз, как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.
Хлорирование с преаммонизацией. При этом способе в воду помимо хлора вводится также аммиак, в результате чего происходит образование хлораминов. Этот метод употребляется для улучшения процесса хлорирования:
- при необходимости транспортировки воды по трубопроводам на большие расстояния, т.к. остаточный связанный (хлораминный) хлор обеспечивает более длительный бактерицидный эффект, чем свободный;
- при содержании в исходной воде фенолов, которые при взаимодействии свободным хлором образуют хлорфенольные соединения, придающие воде резкий аптечный запах. Хлорирование с преаммонизацией приводит к образованию хлораминов, которые из-за более низкого окислительно-восстановительного потенциала в реакцию с фенолами не вступают, поэтомупосторонние запахи и не возникают.
Однако в силу более слабого действия хлораминого хлора его остаточное количество в воде должно быть выше, чем свободного и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.
Гиперхлорирование воды
- хлорирование избыточными дозами, заведомо превышающими хлорпотребность воды. Гиперхлорирование является способом, используемым в неблагоприятной эпидемиологической обстановке, при отсутствии или неэффективной работе водоочистных сооружений, в полевых условиях, при отсутствии возможности проведения пробного хлорирования для определения хлорпотребности. Введение
избыточных доз хлора:
- создает возможность надежного обеззараживания мутных, цветных,
сильнозагрязненных и зараженных вод;
- сокращает время обеззараживания до 10-15 минут.
Доза хлора при этом определяется ориентировочно в зависимости от вида водоисточника, качества воды (мутности, цветности), степени загрязнения и опасности в эпидемическом отношении.
При гиперхлорировании воды обычно используют следующие дозы хлора:
для воды хорошо оборудованных срубовых колодцев, при хороших органолептических свойствах воды – 10 мг/л активного хлора, при пониженной прозрачности колодезной воды, а также для воды рек или озер (прозрачной и бесцветной) – 15-20 мг/л, при сильном загрязнении воды любого водоисточника, а также при использовании воды из источников непитьевого назначения (вода искусственных прудов и запруд) – 25-30 мг/л.
В случае опасности применения бактериологического оружия используют дозы хлора – до 100 мг/л.
По истечении необходимого времени контакта избыточное количество остаточного хлора удаляют путем дехлорирования воды тиосульфатом натрия или фильтрацией её через активированный уголь (с помощью табельных или импровизированных фильтр
Остаточный хлор
4. Способы хлорирования воды: а) хлорирование нормальными дозами хлора; б) хлорирование допереломными и послепереломными дозами хлора; в) хлорирование с преаммонизацией; г) перехлорирование.
5. Специальные методы улучшение качества питьевой воды.
10. Гигиеническое нормирование качества воды.
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.2652-10 Гигиенические требования безопасности материалов, реагентов, оборудования, используемых для водоочистки и водоподготовки
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.2496-09 "Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения"
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1175-02 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1116-02 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества
Методические указания МУ 2.1.4.1184-03 Методические указания по внедрению и применению санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.4.1116-02
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1110-02 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения"
Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества
Санитарные правила СП 2.1.4.2625-10 Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения г. Москвы
Санитарные правила по устройству и эксплуатации водозаборов с системой искусственного пополнения подземных вод хозяйственно-питьевого назначения
Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ
Методические указания МУ 2.1.4.1060-01 Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием синтетических полиэлектролитов в практике питьевого водоснабжения
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.3225-14 Ориентировочный допустимый уровень (ОДУ) метилфосфоновой кислоты в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2947-11 Предельно допустимая концентрация (ПДК) O-(1,2,2-триметилпропил)метилфторфосфоната (зомана) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2738-10 Предельно допустимая концентрация (ПДК) O-изопропилметилфторфосфоната (зарина) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Санитарные правила СанПиН 2.1.5.2582-10 Санитарно-эпидемиологические требования к охране прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2561-09 Предельно допустимые концентрации (ПДК) 2,2'-дихлордиэтилсульфида (иприта) и ипритно-люизитной смеси в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования районов размещения объектов хранения и уничтожения химического оружия
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2307-07 Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2122-06 Предельно допустимая концентрация (ПДК) 2-хлорвинилдихлорарсина (люизита) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования районов размещения объектов хранения и уничтожения химического оружия
ГН 2.1.5.1373-03 Гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в зонах защитных мероприятий объектов хранения и уничтожения химического оружия
Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования"
Методические указания МУ 2.1.5.1183-03 Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий
Санитарные правила СП 2.1.5.1059-01 Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения
Санитарные правила СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод
Методические указания МУ 2.1.5.732-99 Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым излучением