Затрагивая вопрос характеристики системы водоснабжения, то во внимание берется довольно много параметров, среди которых следует отдельно отметить выбор источника для водозабора. От этого во многом зависит качество используемой воды. В свою очередь характеристика источников водоснабжения основывается на максимальном водопотреблении, санитарном состоянии воды, степени капитальности выбранного источника, экологической обстановке, а также степени заражения почвы.

Человек для своих нужд в основном использует исключительно пресную воду из подземных и поверхностных источников. Выбирая тот или иной источник водоснабжения, следует отдать предпочтение либо артезианским водам, либо рекам. И такое решение подтверждает гигиеническая характеристика источников водоснабжения.

Классификация источников воды

Традиционные источники воды в природных условиях можно условно разделить на 3 главные группы:

• А. Источники поверхностного водоснабжения.
• Б. Источники подземного водоснабжения.
• В. Источники искусственного водоснабжения.

Поверхностные источники водоснабжения

К основным источникам поверхностного питьевого водоснабжения относятся:

Проточные водотоки

Реки, каналы, ручьи, арыки и т. п. Эти воды характеризуются очень низкой соленостью, сравнительно высокой мутностью, и содержанием органики. Часто в поверхностных водах содержатся бактерии. В реках умеренного и теплого климата, на водосбросах мощных электростанций на севере, в этих водах содержится большое количество сине-зеленых водорослей.

Озерная вода

Эта вода в большинстве непроточных озер имеет повышенную соленость, но меньшую мутность. Все поверхностные воды в течение года меняют качество воды в больших пределах, а количество воды, т. е. секундный расход по сечению русла, сильно зависит от выпадающих осадков в бассейне этого поверхностного источника.

Речные стоки значительно увеличиваются весной, после таяния снегового покрова, и осенью, в период осенних дождей. В эти периоды увеличивается количество бактерий и мутность, но часто падает соленость, которую называют «жесткость». Она проявляется в некачественной стирке и мытье.

Обратите внимание

Для целей водоснабжения поверхностную воду нужно очищать.

Разновидности подземных источников

Разновидности подземных источников Источниками подземного водоснабжения являются:

• - подземные бассейны пресной и минерализованной воды, расположенные на разных глубинах;
• - водоносные горизонты.

Обычно вода получаемая из под земли более чистая, чем поверхностная, т. к. проходит естественную фильтрационную очистку, при прохождении через слой земли.

Самотечные источники подземной воды называются родниками или ключами и часто могут использоваться в питьевом водоснабжении населенных пунктов без очистки.

Источники по глубине залегания

По глубине залегания и особенностям получения (добычи) подземные воды делятся на такие виды:

• почвенные – связанные с частицами почвы, в основном с молекулами и гравитационные, т. е. свободно перемещающиеся, используются мало из-за нестабильности качества и количества;
• грунтовые – имеются в почве в виде водоносных слоев, обычно на глиняном подслое, «добываются» скважинами и колодцами;
• межпластовые – может быть несколько водоносных слоев, расположенных между водоупорными слоями, часто заполняя весь межслойный промежуток, находятся под давлением, могут из скважины фонтанировать;
• артезианские – межпластовые воды, забираемые в зоне котловины, находятся под давлением, после вскрытия верхнего гидроизолирующего слоя могут подняться до уровня земли и даже выше, образуя фонтан; глубина добычи от сотни метров до немного более километра;
• минеральные воды – часть водоносных слоев содержит растворимые соли, которые выходят из скважины в виде водного раствора – минеральной воды разного состава и назначения.

Подземные источники – достоинства и недостатки

По современным представлениям подземные воды неглубокого залегания – сотни метров, образовались в результате просачивания с поверхности дождевых вод, принесенных воздушными массами с территории морей и океанов в результате круговорота воды в природе. Поэтому, когда насыщенные влагой воздушные массы встречают на своем пути достаточно высокие горы, то на их склоны они и сбрасывают воду. Но значительная часть поверхностной воды образуется из пара в лесных массивах.

Вода на глубинах более 1 – 1,5 км в большей своей части образовалась в результате химических процессов в магме, гранитах, базальтах, габбро и др. породах земной коры. Часть этой воды выходит на поверхность через действующие вулканы, в т. ч. и грязевые и после впитывания и/или испарения, смешивается с поверхностными водами.

Достоинства

К достоинствам пресных подземных вод следует отнести:

1. их высокую чистоту, в т. ч. и солевую (химическую), бактериологическую;
2. постоянство состава в течение длительного периода;
3. стабильность дебита – количества воды;
4. отсутствие органики и бактерий и т. п.

Недостатки

К недостаткам:

1. не во всех местностях есть достаточное количество неминерализованной воды;
2. при небольшом уровне солености вода может иметь неприятный вкус, и даже запах;
3. повышенная жесткость требует специальной обработки.

Источниками воды для централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения могут служить как пресные поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т. п.), так и подземные воды (межпластовые - напорные и ненапорные). В условиях децентрализованного (местного) водоснабжения чаще используют подземные (грунтовые) воды, а также родники. В аридной зоне при отсутствии других источников водоснабжения широко используют атмосферные (дождевые) воды. Кроме того, в мировой практике рассматривают возможности водоснабжения населенных мест (и морских транспортных средств) за счет айсбергов Гренландии и Антарктиды, а также опресненной морской воды (Каспийское море, Мексиканский залив). Удельный вес использования тех или иных водоисточников в различных странах существенно отличается.

Водные ресурсы планеты Земля составляют почти 1,39 109 км3. Однако 96,5% всей воды на Земле сосредоточены в Мировом океане. Запасы пресной воды весьма ограничены и составляют в целом только 2,53%, из которых 1,74%> (т. е. более половины) сконцентрированы в ледниках. Вода составляет биосферу, а также содержится в других оболочках земли: в атмосфере в виде пара (12,9 103 км3), в литосфере (2,34 107 км3) и в живых организмах (1,1 103 км3). Пары воды, образуемые вследствие испарения с поверхностей океанов, морей, озер, водохранилищ, рек, почвы и транспирации растениями, поднимаются в атмосферу. Отсюда вода выпадает в виде дождя, снега; питает водоемы, пополняет моря и океаны. Часть атмосферных вод просачивается в почву, течет под землей и вливается в реки и моря, возвращаясь в дальнейшем в океан. Такое движение воды в природе называется большим круговоротом. В нем можно рассматривать два малых круговорота (рис. 2). Они связаны: один - с океанической, а второй - внутренний - с континентальной влагой.

Главным источником водоснабжения в Украине является речной сток. Он состоит из местного стока (52,4 км3), который формируется на территории Украины, и транзитного, поступающего с территорий других государств. Главными водоисточниками для Украины являются реки Днепр, Дунай, Днестр, Десна, Южный Буг, Прут и др. Наиболее мощной водоносной артерией является Днепр. Днепр обеспечивает водой почти 32 млн человек и 2/3 хозяйственного потенциала страны. Состояние воды и полноводье водных артерий зависят главным образом от состояния их притоков - малых рек, которых на территории Украины около 60 тыс, 90% населенных пунктов размещены именно в долинах малых рек. На территории Украины семь больших водохранилищ: Киевское, Каневское, Кременчугское, Днепропетровское, Днепродзержинское, Запорожское и Каховское. Полный объем аккумулированной в них воды составляет 43,8 км3.

В то же время Украина является одной из наименее обеспеченных водными ресурсами стран Европы. Ее водообеспечение составляет 1700 м3/год на 1 человека, из которых за счет стока местного формирования - только 1000 м3/год.

Рис. 2. Схема круговорота воды в природе: 1 - испарение с поверхности океанов и морей; 2 - атмосферные осадки над океанами и морями и частично над континентами; 3 - осадки, которые приносятся из океанов и стекают в них по поверхности суши; 4 - осадки, которые приносятся из океанов и стекают в них подземными путями; 5 - осадки, испаряющиеся на континенте; 6 - осадки, которые выпали на континенте, образовавшись за счет испарения на континенте; 7 - осадки, которые проникли в землю и стекают подземными путями в океаны

Водообеспечение из расчета на 1 человека в год во Франции, наиболее удобной для сравнения европейской стране, близкой Украине по площади и численности населения, составляет 4570м3. В Австрии этот показатель достигает 7700, в Швейцарии - 7280, в Италии - 3380, Великобритании - 2730. Становится очевидным, что водные ресурсы Украины используют, а следовательно, и загрязняют, в несколько раз интенсивнее, чем в других странах.

Подземные воды Украины имеют не меньшее значение. Прогнозируемые ресурсы подземных вод составляют 22,5 км3/год, из которых 30,2% - эксплуатационные запасы. Реально используют до 32% эксплуатационных запасов подземных вод. Почти 70% сел и поселков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет грунтовых вод, или более глубоких межплас-товых водоносных горизонтов.

Население и промышленность Украины ежегодно используют почти 30 км3, сельское хозяйство - 10,9 км3 воды. Общее использование подземных вод составляет 4,57 км3/год.

Гигиеническая оценка атмосферных вод. На качество и свойства атмосферных вод влияют процессы их формирования и условия сбора и хранения. Атмосферные воды образуются в результате конденсации водяного пара. Они содержат небольшое количество солей Ca и Mg и поэтому являются очень мягкими. В то же время на капельках дождевой воды и кристаллах снега сорбируются вещества, которые содержатся в атмосферном воздухе населенных пунктов: взвешенные частицы (пыль), серы диоксид, азота оксиды, углеводороды (в том числе и бенз(а)пирен), сероуглерод, различные аэрозоли (в том числе тяжелых металлов) и т. п. Особенно высокие уровни загрязнения выявляют в первых порциях атмосферных осадков, которые фактически промывают воздух, очищая его. Кроме того, на содержание взвешенных веществ и уровень контаминации микроорганизмами заметно влияют способ и условия сбора и хранения атмосферных вод.

В сельской местности, где нет подземных и поверхностных источников пресной воды, дождевую воду чаще всего собирают с крыш домов. Наилучшими являются крыши из оцинкованного железа. Первые порции дождевой воды омывают крышу и желоба от пыли, опавшей листвы и других загрязнений, вследствие чего в них отмечают неудовлетворительные органолептические свойства и они являются эпидемически опасными. Поэтому их надо сливать. Дождевую воду собирают в специальные бочки емкостью до 200 л. Ее количество зависит от среднего количества осадков для определенной местности. Если количество осадков значительное и составляет 1000 мм/год, то с 1 м2 можно собрать приблизительно 0,8 м3 воды. Такая вода является эпидемически опасной, поэтому для использования в питьевых целях ее нужно обеззараживать кипячением.

Для сбора больших количеств атмосферной воды используют специальные инженерно-технические сооружения-водосборные площадки.

Сравнительная гигиеническая характеристика подземных водоисточников. В зависимости от условий формирования выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и межпластовые (напорные и ненапорные).

Подземные воды, имеющие хозяйственное значение, образуются главным образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшое количество их образуется в результате фильтрации воды поверхностных водоемов (рек, озер, прудов, болот, водохранилищ и др.) через русла.

Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые делятся на водонепроницаемые и водопроницаемые. Водонепроницаемыми являются глина, известняки, гранит. К водопроницаемым относятся: песок, супесок, гравий, галечник, трещеноватые породы. Вода заполняет поры между частичками пород или трещины и продвигается под действием сил тяжести и капиллярности, постепенно заполняет водоносный горизонт. Глубина залегания подземных вод колеблется от 1-2 до нескольких десятков и тысяч метров.

Верховодка - это подземные воды, залегающие вблизи земной поверхности. Они накапливаются на первых от поверхности земли небольших по площади, прерывистых (линзоподобных) и водонепроницаемых включениях (рис. 3). Образуются за счет фильтрации атмосферных осадков. Режим пополнения верховодки водой непостоянен, так как зависит от количества осадков на ограниченной территории. Неглубокое залегание и особенности режима питания обусловливают очень малые запасы этой воды, которые к тому же значительно колеблятся на протяжении года. Кроме того, верховодка легко загрязняется, качество воды в ней значительно изменяется во времени и заслуживает низкой гигиенической оценки. Поэтому верховодку используют как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в исключительно редких случаях при отсутствии других источников водоснабжения. Кроме того, вследствие поверхностного залегания она является препятствием для эксплуатации подземных сооружений.

Рис. 3. Залегание подземных вод (схема): 1 - водонепроницаемые слои; 2 - горизонт грунтовых вод; 3 - горизонт межпластовых ненапорных вод; 4 - горизонт межпластовых напорных вод; 5 - верховодка; 6 - колодец, питающийся грунтовой водой; 7 - скважина, питающаяся межпластовой ненапорной водой; 8 - скважина, питающаяся адежпластовой напорной (артезианской) водой

Грунтовые воды собираются над первым от поверхности земли слоем водонепроницаемых пород (глина, гранит, известняк), где образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт, который называется горизонтом грунтовых вод. В зависимости от местных условий глубина залегания грунтовых вод колеблется от 1-2 до нескольких десятков метров. В Туркмении, например, есть колодцы глубиной до 150 м. Грунтовые воды движутся в направлении уклона водонепроницаемого слоя. Скорость их движения обычно невелика - от нескольких сантиметров до 1-3 м/сут в зависимости от водо-вмещающей породы.

Грунтовые воды являются ненапорными, их статический уровень в колодце соответствует глубине залегания. Они характеризуются непостоянным режимом, который зависит от гидрометеорологических факторов: частоты выпадения и количества осадков, наличия открытых водоемов. В результате этого регистрируются сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. С гигиенической точки зрения определяющим для качества грунтовых вод является санитарное состояние выше залегающей почвы, степень влияния которой зависит от глубины залегания грунтовых вод. В случае неглубокого их размещения вероятность попадания загрязнения повышается.

Грунтовые воды имеют более или менее постоянный физико-химический состав и лучшее качество, чем поверхностные. Фильтруясь через слой почвы, они преимущественно становятся прозрачными, бесцветными, не содержат патогенных микроорганизмов. Если почва по механическому составу мелкозернистая, то при залегании на глубине 5-6 м и более грунтовые воды вообще не содержат бактерий. В зависимости от химического состава почвы грунтовые воды могут быть слабо-, средне- или сильноминерализованными. Количество растворенных солей в грунтовой воде увеличивается в зависимости от глубины залегания, однако в большинстве случаев повышение минерализации незначительно.

Грунтовые воды широко используют в сельской местности для местного (децентрализованного) водоснабжения. Воду забирают с помощью колодцев различной конструкции (шахтных, трубчатых и др.). Иногда грунтовые воды используют для небольших локальных водопроводов, которые обеспечивают водой отдельные объекты, размещенные, например, за пределами населенных пунктов, в пригородной зоне зеленых насаждений или в поселках с местным водоснабжением. При децентрализованном водоснабжении в населенном пункте такие локальные водопроводы обязательно должны быть в больнице, на предприятиях местной пищевой промышленности (молокозавод, хлебозавод и др.) и т. п. Но чаще всего запасов грунтовых вод недостаточно для создания даже локального водопровода. Из шахтного колодца, забирающего грунтовую воду, можно получить от 1 до 10 м3/сут. К тому же пополнение почвенного слоя водой непостоянно и зависит от количества осадков. Поэтому иногда при создании водопровода с использованием грунтовых вод в качестве источника водоснабжения предусматривают их искусственное пополнение при помощи специальных инженерно-технических сооружений.

При загрязнении почв нечистотами существует опасность заражения грунтовых вод патогенными микроорганизмами. Опасность тем больше, чем интенсивнее загрязнение и чем глубже оно занесено в почву, чем выше зернистость породы и чем выше залегают грунтовые воды. В местах, где залегают трещиноватые породы или известняки с карстовыми ходами, бактерии могут распространяться на сотни метров. В предотвращении загрязнения грунтовых вод большую роль играет санитарная охрана почв.

Грунтовые воды на территориях, расположенных вблизи поверхностных водоемов, могут иметь с ними гидравлическую связь. В таких случаях речная вода фильтруется через породы, формирующие русло, пополняя запасы грунтовой воды. Такие грунтовые воды называют подрусловыми. Подрусловые воды иногда используют для водоснабжения посредством оборудования ин-фильтрационных колодцев, но из-за связи с открытым водоемом состав воды в них непостоянен и в гигиеническом отношении менее надежен.

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями, из которых один - нижний - является водонепроницаемым ложем, а другой - верхний - водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания меж-пластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины.

В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или ненапорными. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями. При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской1, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Ненапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.

Условия формирования и залегания (наличие водоупорного перекрытия, большое расстояние от мест выклинивания, значительная глубина залегания) определяют главную особенность межпластовых вод - постоянство количественных и качественных характеристик. Именно постоянство физических свойств и химического состава является важнейшими показателями санитарной надежности межпластового водоносного слоя. Какие-либо изменения хотя бы одного из показателей качества межпластовой воды являются сигналом о поступлении в ее слой воды из размещенных выше горизонтов, то есть сигналом о возможном загрязнении.

Надежно перекрытые межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 °С), постоянным физико-химическим составом, постоянным уровнем и значительным дебитом. Они прозрачные, без цвета, часто - без запаха и какого-либо привкуса. Концентрация минеральных солей в них выше, чем в грунтовых водах, и зависит от химического состава породы, в которой они накапливаются и передвигаются. Межпластовые воды - пресные, но могут иметь разную степень минерализации, вплоть до высокоминерализованных. Степень минерализации определяет другие показатели качества межпластовой воды (в частности, вкус и привкус) и корреллирует с содержанием хлоридов, сульфатов, солей жесткости (кальция и магния) и т. п. Межпластовые воды преимущественно щелочные (pH > 7) благодаря наличию гидрокарбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов. Иногда могут содержать много железа (II) в виде гидрокарбонатов, марганца (II) в виде сульфатов, сероводорода. Последний образуется в межпластовых водах в результате химических превращений некоторых минеральных солей: восстановления сульфатов, разложения сульфидов металлов (по реакции FeS2 + 2С02 + 2Н20 = H2S + S4- + Fe(HC03)2), при взаимодействии сернокислых солей, растворенных в воде, с битумозными глинами, торфом, нефтью и т. п. Иногда в межпластовых водах выявляют аммонийные соли, которые, как и се-

*В 1126 г. во Франции, в провинции Артуа, был оборудован колодец, из которого вода выливалась на поверхность. Это было необычным явлением. Колодцы, из которых вода самовыливалась, стали называть артезианскими.*

Роводород, имеют исключительно минеральное происхождение. При отсутствии свободного растворенного кислорода в глубоких межпластовых водах создаются условия для восстановления нитратов в нитриты и аммонийные соли. Поэтому относительно высокое содержание в межпластовых водах сероводорода и аммиака иногда бывает естественным и не свидетельствует об их загрязнении. В природных биогеохимических провинциях, связанных с залежами полиметаллических руд, межпластовые воды могут содержать значительное количество тех или иных микроэлементов, в частности мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома и др. Межпластовые воды Бучакского водоносного слоя (Полтавская область Украины) отличаются высоким содержанием фтора. Разумеется, что такие воды невозможно использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения без специальной обработки.

Безусловным преимуществом межпластовых вод является почти полное отсутствие микробной контаминации. Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищающей межпластовые воды от загрязнения, они почти не содержат микроорганизмов, тем более патогенных. Такие межпластовые воды эпидемически безопасны и не нуждаются в обеззараживании.

Межпластовые воды, в связи с условиями их формирования и залегания, надежностью перекрытия водоупорными слоями, постоянством состава и достаточно большим дебитом, имеют явные преимущества перед другими источниками водоснабжения и с гигиенической точки зрения заслуживают высокой оценки. В большинстве случаев они обладают высоким качеством - им присущи положительные органолептические свойства, физиологически благоприятный минеральный, в том числе микроэлементный, состав, отсутствие или очень низкое содержание вредных (токсических) химических веществ, эпидемическая безопасность. Поэтому их используют без предварительной обработки.

К сожалению, наряду с природными, на формирование состава подземных вод могут влиять и техногенные факторы. Такое влияние обычно бывает отрицательным и приводит к ухудшению качества межпластовой воды. Загрязнение может возникнуть в случае попадания воды из расположенных выше горизонтов при повреждении водоупорного перекрытия, при нарушениях во время бурения скважин, при их неправильном устройстве и эксплуатации, отсутствии тампонирования в процессе выведения из эксплуатации и т. п. В таких условиях наиболее вероятным является загрязнение ненапорных межпластовых вод, тогда как артезианские воды благодаря избыточному давлению в межпластовом слое лучше защищены и поэтому с гигиенической точки зрения более надежны.

Родниковая вода. Подземные воды, самостоятельно выходящие на поверхность, называют родниками. Выходить на поверхность могут как грунтовые, так и межпластовые воды, если соответствующий водоносный горизонт разрезается при падении рельефа, например на склоне горы, в глубоком овраге. Родники делятся на нисходящие и восходящие. Восходящие родники образуются при выходе на поверхность межпластовых напорных вод, нисходящие - грунтовых вод. Забирают родниковую воду для хозяйственных нужд с помощью водозаборных сооружений - каптажей.

Гигиеническая характеристика поверхностных водоемов. К поверхностным водоемам относятся реки, проточные и непроточные озера, водохранилища, ручьи. Поверхностные водоемы питаются за счет как атмосферных осадков, так и подземных вод. Поскольку водоемы пополняются преимущественно атмосферными осадками, химический состав воды в них в основном зависит от гидрометеорологических условий и заметно колеблется на протяжении года. В то же время на химический состав воды существенно влияет характер грунтов на территории водосбора - площади, с которой поверхностный сток в конечном счете попадает в конкретный водоем. Так как во время формирования поверхностных водоемов вода контактирует преимущественно с породами и почвами на поверхности земли, то она обычно содержит мало солей и является пресной.

По сравнению с подземными водами для поверхностных водоемов характерны большое количество взвешенных веществ, низкая прозрачность, повышенная цветность за счет гуминовых веществ, вымывающихся из почвы, более высокое содержание органических соединений, наличие аутохтонной микрофлоры, наличие в воде растворенного кислорода. Поверхностные воды, как правило, слабо или мало минерализованы, мягкие или умеренно жесткие. В то же время в непроточных озерах и водоемах концентрация солей в воде может быть повышенной вследствие испарения. Кроме того, высокая минерализация и жесткость характерны для водоемов, формирующихся в солончаковых грунтах. Химический состав воды поверхностных водоемов разнообразный.

Сухой остаток главным образом представлен ионами: СГ~, НСО~, SO^-, Ca2+, Mg2+, Na+. Соотношение этих ионов в воде разных водоемов значительно варьирует. Поверхностные водоемы в большинстве случаев имеют очень низкое содержание микроэлементов, хотя в природных биогеохимических провинциях возможна высокая их концентрация. Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона года и даже погоды. Так, во время ливня или таяния снега в водоем смываются взвешенные и гуминовые вещества, остатки химикатов с сельскохозяйственных полей, твердые бытовые и промышленные отходы и т. п. С атмосферными осадками, таянием снега связаны значительные колебания количества воды в поверхностных водоемах. В проточных водоемах расход воды1 весной во время наводнения значительно увеличивается, в то время как летом, особенно в жару и засуху, - уменьшается.

Открытые водоемы легко загрязняются извне. В природных условиях наблюдается определенное загрязнение взвешенными и гуминовыми веществами, остатками растений, которые вымываются поверхностным стоком из почвы, продуктами жизнедеятельности животных и птиц, рыб и водорослей. Поэтому с эпидемиологической точки зрения открытые водоемы потенциально опасны.

Основным источником загрязнения являются сточные воды, которые образуются вследствие использования воды в быту, на промышленных предприятиях,

*Под расходом воды подразумевают ее объем, проходящий за единицу времени через площадь поперечного сечения реки. Чаще всего измеряют в кубических метрах за секунду.*

Животноводческих и птицеводческих комплексах и т. п. Особенно опасен спуск в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Частичное загрязнение водоемов происходит поверхностным стоком: дождевыми, ливневыми водами, водами, образовавшимися во время таяния снегов. И сточные воды, и поверхностный сток добавляют в водоемы значительное количество взвешенных веществ и органических соединений, вследствие чего повышается цветность, сниэ/сается прозрачность, увеличивается окисляемость и БПК воды, уменьшается количество растворенного кислорода, повышаются концентрации азотсодер-жащих веществ и хлоридов, усиливается бактериальное обсеменение. С промышленными сточными водами и стоком с сельскохозяйственных полей в водоемы поступают токсические химические вещества.

Кроме того, вода открытых водоемов моэ/сет загрязняться вследствие использования водоема для транспортных (пассажирское и грузовое пароходство, лесосплав) целей, во время работы в руслах рек (например, добычи речного песка), водопоя животных, проведения спортивных соревнований, отдыха населения (см. раздел Л).

Однако каким бы значительным ни был уровень природного загрязнения, водоемы противостоят ему, пытаются избавиться от вредных веществ и, наконец, справляются с этим. Естественные процессы очистки воды от загрязнений называются самоочищением водоемов.

Самоочищение открытых водоемов происходит под влиянием различных факторов, которые действуют одновременно в разных комбинациях. Такими факторами являются: а) гидравлические (смешивание и разбавление загрязнений водой водоема); б) механические (осаждение взвешенных частиц); в) физические (влияние солнечной радиации и температуры); г) биологические (сложные процессы взаимодействия водных растений с микроорганизмами стоков, которые попали в водоем); д) химические (разрушение загрязняющих веществ путем гидролиза); е) биохимические (превращение одних веществ в другие за счет микробиологической деструкции, минерализация органических веществ в результате биохимического окисления водной аутохтонной микрофлорой). Самоочищение от патогенных микроорганизмов происходит за счет их гибели вследствие антагонистического влияния водных организмов, действия антибиотических веществ, бактериофагов и т. п.

При загрязнении водоемов бытовыми и промышленными сточными водами процессы самоочищения могут быть заторможены или угнетены. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые сточные воды, образовавшиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, опасны в эпидемиологическом отношении. Неочищенные промышленные сточные воды загрязняют водоемы значительным количеством различных химических веществ. Одни из них влияют на органолептические свойства воды, придавая ей неприятный привкус, запах, вид (хлорбензол, дихлорэтан, стирол, нефть и пр.), другие оказывают токсическое действие на организм человека и животных (мышьяк, кадмий, цианиды и пр.). Иные нарушают биологические и химические процессы в водоеме, замедляя или совсем прекращая самоочищение (ацетон, метанол, этиленгликоль и т. д.).

Иногда одно и то же вещество оказывает токсическое действие на организм человека и одновременно отрицательно влияет на самоочищение водоемов или ухудшает органолептические свойства воды (соединения свинца, меди, цинка, ртути и т. д.).

Гигиенические требования к качеству воды источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. С гигиенической точки зрения оптимальной является ситуация, когда вода в источниках водоснабжения полностью отвечает современным представлениям о доброкачественной питьевой воде. Такая вода не нуждается в обработке, и важно лишь не ухудшить ее качество на этапах забора из источника и подачи потребителям. Исходя из приведенной выше гигиенической характеристики, такими источниками могут быть подземные межпластовые воды, чаще всего - артезианские (напорные).

В других случаях вода источников, особенно поверхностных, нуждается в улучшении качества: уменьшении мутности (осветлении) и цветности (обесцвечивании), удалении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (обеззараживании), иногда - улучшении химического состава (опреснении, умягчении, дефторировании, фторировании, обезжелезивании и т. п.). Несмотря на постоянное усовершенствование методов водоподготовки, их возможности имеют определенные технолоически и экономически обоснованные ограничения.

Вода источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения должна быть такой, чтобы современные методы водоподготовки позволили получить доброкачественную питьевую воду, которая по всем показателям отвечала бы государственному стандарту (ГОСТ 2874-82, СанПиН № 136/1940).

Особого внимания заслуживают те показатели качества воды, которые мало изменяются в процессе обычной обработки, предусматривающей осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Такая обработка неэффективна в отношении растворенных в воде химических веществ. Даже специальные методы водоподготовки дают возможность уменьшить содержание лишь некоторых из них: железа - путем обезжелезивания, фтора - благодаря дефторирова-нию, сероводорода - за счет аэрации. Методы опреснения (снижения общей минерализации) и умягчения (снижения общей жесткости) требуют значительных дополнительных затрат электроэнергии, из-за чего стоимость водопроводной воды значительно повышается. Поэтому во время организации водоснабжения населенных пунктов желательно их избегать, хотя отсутствие пресноводных источников иногда вынуждает опреснять соленую морскую воду.

Изложенное выше обусловливает жесткое ограничение в воде всех источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения содержания сухого остатка, хлоридов, сульфатов, растворенных химических (особенно токсических) веществ, общей жесткости. Состав воды пресноводных подземных и поверхностных источников по этим показателям должен отвечать требованиям, предъявляемым к доброкачественной питьевой воде: сухой остаток - до 1000 мг/л (по согласованию с органами СЭС допускается до 1500 мг/л), концентрация хлоридов и сульфатов - до 350 мг/л и 500 мг/л соответственно,общая жесткость - до 7 мг-экв/л (по согласованию с СЭС до 10 мг-экв/л). Уровень химических веществ не должен превышать ПДК для воды водоемов хозяйственно-бытового водопользования, а также норм радиационной безопасности, которые утверждены Министерством здравоохранения Украины.

При условии одновременного наличия в воде токсических химических веществ, способных при комбинированном действии суммировать отрицательные эффекты, нужно придерживаться правил суммационной токсичности (см. с. 92).

Поскольку подземные и поверхностные водоисточники имеют природные особенности, а также разную степень защиты от неблагоприятного воздействия антропогенных факторов, гигиенические требования к качеству воды в них по всем другим показателям несколько отличаются.

Среди подземных источников есть такие, вода которых вообще не нуждается в обработке, поскольку обладает хорошими органолептическими свойствами, эпидемически безопасна, безвредна по химическому (в том числе радио-нуклидному) составу, физиологически полноценна. Эта вода полностью отвечает представлениям о доброкачественной питьевой воде и может подаваться населению без обработки. Такие подземные водоисточники относят к I классу. Гигиенические требования и нормативы качества воды в них полностью соответствуют таковым для питьевой воды согласно ГОСТу 2874-82.

Вода подземных источников II класса может содержать сероводород минерального происхождения (до 3 мг/л), значительно больше железа (до 10 мг/л) и марганца (до 1 мг/л). Это ухудшает ее органолептические свойства, поэтому необходимо применять специальные методы обработки. Для удаления H2S, Fe, Mn - применяют специальные аэраторы или окислители перед фильтрацией. От сероводорода можно очистить воду путем аэрации, от железа - путем аэрации с дальнейшей фильтрацией. Во время аэрации вследствие окисления кислородом воздуха Fe2+ превращается в Fe3+, в воде образуется нерастворимый железа (III) гидроксид Fe(OH)3, взвешенные частички которого остаются на фильтре. Одновременно вода очищается от избытка марганца.

Кроме того подземные воды II класса могут обладать повышенной перман-ганатной окисляемостью (до 5 мг/л) и повышенным индексом БГКП (до 100). Это является свидетельством эпидемической опасности воды. Поэтому ее необходимо обеззараживать перед подачей потребителю.

В отдельных случаях подземная вода может иметь несколько худшее качество, а именно повышенную до 10 мг/л мутность, увеличенную до 50° цветность, еще большее содержание железа (до 20 мг/л), марганца (до 2 мг/л), сероводорода (до 10 мг/л). Некоторые подземные воды содержат чрезмерное количество фтора (5 мг/л). Индекс БГКП достигает 1000 в 1 л. Такие подземные источники относят к III классу. Для улучшения качества воды необходима более глубокая обработка. Для снижения мутности и цветности следует осветлять и обесцвечивать воду путем фильтрации, предварительно подвергнув ее отстаиванию. Сероводород, железо и марганец удаляют методом аэрации с дальнейшей фильтрацией. При повышенном содержании фтора такую воду деф-торируют. И, наконец, для обеспечения эпидемической безопасности воду обязательно обеззараживают.

Таким образом, подземные водоисточники в зависимости от качества воды и методов водоподготовки делят на три класса (табл. 10). Аналогичный принцип лежит в основе классификации поверхностных водоисточников (табл. 11). С учетом условий формирования, среди них нет водоисточников с абсолютно прозрачной и бесцветной водой, не содержащих микроорганизмы и не нуждающихся в обработке. Поверхностные водоемы с маломутной (до 20 мг/л) и малоцветной водой (до 35°), без запаха, содержащей незначительное количество легко окисляемых (в том числе органических) веществ (перманганатная окисляемость до 7 мг/л, БПК2о до 3 мг/л) и марганца (до 0,1 мг/л), с несколько повышенной концентрацией железа (до 1 мг/л) и относительно невысокие

ТАБЛИЦА 10 Показатели качества воды подземных источников водоснабжения

ТАБЛИЦА 11 Показатели качества воды поверхностных источников водоснабжения

Уровни бактериальной контаминации (количество лактопозитивных кишечных палочек не превышает 1000 в 1 л) и фитопланктона (1000 кл/см3), относят к I классу. Соответствие такой воды требованиям ГОСТа 2874-82 можно обеспечить фильтрацией без коагуляции или применением небольших доз коагулянта и обеззараживания.

Ко II классу относят водоисточники с водой большей мутности (до 1500 мг/л) и большей цветности (до 120°), которая обладает ощутимым природным запахом интенсивностью не выше 3 баллов. Такая вода содержит несколько больше легко окисляемых (особенно органических) веществ. Перманганатная окис-ляемость такой воды достигает 15 мг 02/л, БПК20 - до 5 мг 02/л. Содержание в воде железа достигает 3 мг/л. Отмечается относительно высокий уровень бактериальной контаминации воды (количество лактозоположительных кишечных палочек не превышает 10 000 в 1 л) и значительное количество планктона (10 000 кл/см3). Такие водоемы считают сравнительно чистыми относительно промышленных и бытовых загрязнений и их можно использовать в качестве источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для очистки такой воды применяют традиционные методы обработки: для удаления фитопланктона - микрофильтрацию, для осветления и обесцвечивания - коагуляцию с отстаиванием (или осветление в массе взвешенного осадка) и дальнейшей фильтрацией; коагуляцию с двухступенчатой фильтрацией, контактное осветление и обязательно обеззараживание.

К III классу относят поверхностные источники, качество воды которых не может быть доведено до требований ГОСТа с помощью традиционных методов очистки. Вода таких водоемов очень мутная (до 10 000 мг/л), интенсивно окрашена в желто-коричневый цвет за счет гуминовых веществ (цветность до 200°), обладает сильным (но не более 4 баллов) природным запахом, содержит много окисляемых (особенно органических) веществ (перманганатная окисля-емость до 20 мг/л, БПК2о - до 7 мг/л). Содержание в воде железа до 5 мг/л. Вода имеет высокий уровень бактериальной контаминации (количество лактозоположительных кишечных палочек до 50 000 в 1 л) и большое количество планктона (100 000 кл/см3). При таком качестве воды в поверхностном водоеме для получения доброкачественной питьевой воды недостаточно применять только те методы обработки, которые предусмотрены для воды II класса. Необходимо проводить дополнительную обработку: для устранения мугности воды -дополнительную ступень отстаивания, запаха - применение окислителей и сорбентов, бактериальной загрязненности - более эффективное обеззараживание.

Если вода поверхностного водоема не отвечает гигиеническим требованиям, то есть по качеству не соответствует даже III классу (по некоторым или даже по одному показателю), то ее нельзя использовать для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, так как современные методы водо-подготовки не дают возможности получить из воды таких водоемов доброкачественную питьевую воду.

Выбор источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения является принципиально важной задачей гигиены воды и водоснабжения населенных мест. Гигиенически обоснованный выбор источника является предпосылкой обеспечения населения доброкачественной питьевой водой в достаточном количестве. Это одна из ответственных задач, от решения которой зависит здоровье потребителей, санитарно-бытовые условия проживания и благоустройство населенного пункта.

Выбор источника водоснабжения основан на нескольких принципах.

Первый принцип основан на необходимости обеспечения потребителя доброкачественной питьевой водой. Без сомнений, во время выбора источника предпочтение отдают тому, в котором качество воды выше. В этом смысле оптимальными являются подземные воды, а среди них - источники I класса, вода которых вообще не требует обработки.

Второй принцип - это принцип санитарной надежности. То есть в основу выбора источника положены оценка и прогноз вероятности его загрязнения. Ввиду условий формирования, залегания и питания подземные воды значительно лучше защищены от попадания загрязнений, и поэтому в санитарном отношении надежнее по сравнению с поверхностными. Самыми надежными с гигиенической точки зрения являются межпластовые напорные (артезианские) воды. Вторую позицию занимают межпластовые ненапорные, третью - грунтовые при условии искусственного пополнения. Поверхностные водоисточники - занимают последнее место. К тому же проточные водоемы (реки), процессы самоочищения в которых протекают интенсивнее, всегда имеют преимущество над непроточными (озерами, водохранилищами).

Во время выбора источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, кроме качества воды и санитарной надежности, учитывают достаточность запасов воды для удовлетворения нужд населенного пункта, определяют места водозабора и оценивают возможность организации зон санитарной охраны.

Гигиенические принципы, положенные в основу выбора источника водоснабжения, требования к качеству воды в подземных и поверхностных источниках, порядок осуществления выбора отражены в ГОСТе 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора".

Методика выбора источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения состоит в следующем. Прежде всего следует выявить местные водные ресурсы, собрать информацию о подземных и поверхностных водоемах, санитарных, гидрологических, гидрогеологических и топографических условиях их формирования, залегания и питания, санитарном состоянии прилегающей территории. Собирая сведения о поверхностных водоемах, необходимо обратить внимание на: 1) санитарное состояние водосборных площадей, их заселенность, развитие промышленности и сельского хозяйства; 2) наличие выпусков сточных вод; 3) характер использования реки выше предполагаемого места забора; 4) средний расход воды в реке, его колебания в течение года и особенно минимальный расход в самом маловодном месяце.

Информация о подземных водах включает: 1) глубину залегания водоносных горизонтов; 2) надежность их защиты водоупорными слоями; 3) характер водоносной породы (трещиноватая или песчаная); 4) размещение зон питания и их санитарную характеристику; 5) мощность водоносного горизонта; 6) санитарную характеристику местности в районе водозабора; 7) наличие источников загрязнения почвы и водоносных слоев и пр. На основании указанных сведений и данных личного санитарного обследования врач дает гигиеническую оценку условиям формирования и пополнения источников и делает прогноз их санитарного состояния.

Затем необходимо выяснить, отвечает ли качество воды в источниках гигиеническим требованиям, в каком источнике вода лучше и вообще не требует обработки или же необходимо значительно меньше усилий для получения доброкачественной питьевой воды. Для этого отбирают пробы воды и проводят их лабораторный анализ. Место взятия проб воды из водоема для физико-химических и микробиологических исследований выбирают исключительно учреждения санитарно-эпидемиологической службы. Результаты лабораторных исследований должны отражать особенности режима источника, а не случайные изменения, возникшие под влиянием переменных факторов. Особенно это касается поверхностных водоемов, состав воды которых изменяется в соответствии с временем года. Поэтому в таком случае необходим ежемесячный анализ проб воды в течение последних 3 лет. На основании данных санитарного обследования и результатов лабораторного исследования врач медико-профилактической специальности определяет, отвечает ли вода в источнике гигиеническим требованиям, изложенным в ГОСТе 2761-84, устанавливает класс подземных или поверхностных водоемов и определяет методы обработки воды для доведения ее до доброкачественной питьевой.

Далее следует определить, соджержит ли один или несколько источников необходимое количество воды, соответствующее гигиеническим нормам во-допотребления населенного пункта в целом. При этом следует учитывать перспективы роста города или села и его инфраструктуры. Вопрос о количестве воды уже сам по себе может радикально повлиять на выбор. В то же время санитарная надежность и качество воды в источнике являются первостепенными критериями. Поэтому возможность использования подземных межпластовых вод рассматривается даже при недостатке их запасов. Тот дефицит воды, который образуется при выборе более надежного, но недостаточно мощного подземного источника, может компенсироваться за счет менее надежных в гигиеническом отношении поверхностных источников.

В процессе выбора источника водоснабжения и определения мест водозабора обязательно учитывают возможность создания зон санитарной охраны и соблюдения соответствующего режима в пределах их поясов. Источник водоснабжения при наличии нескольких водоемов и одинаковой возможности обеспечения качества и количества воды выбирают путем технико-экономического сравнения вариантов схем обработки воды с учетом санитарной надежности источников.

На заключительном этапе на основании гигиенической оценки условий формирования и залегания подземных вод, санитарной оценки поверхностного источника и прилегающей к нему территории, оценки качества и количества воды источника, санитарной оценки места водозабора, возможности создания зон санитарной охраны (ЗСО) и прогноза санитарного состояния источника врач-профилактик делает гигиеническое заключение о пригодности конкретного подземного или поверхностного водоема в качестве источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Заключение должно содержать информацию о: 1) объекте водоснабжения; 2) гигиенической характеристике источника водоснабжения; 3) качестве воды в нем; 4) прогнозе санитарного состояния источника; 5) мероприятиях по организации ЗСО; 6) надлежащей обработке воды с целью доведения ее качества до требований стандарта на питьевую воду.

Гигиенические требования к организации и эксплуатации ЗСО источников централизованного водоснабжения. Для обеспечения санитарно-эпидемиологической надежности источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводных очистных сооружений устанавливают ЗСО. Их организуют на всех водопроводах - речных и артезианских, на действующих и сооружаемых или только проектируемых. Основной задачей ЗСО является охрана от загрязнения источников централизованного водоснабжения, мест водозабора, а также водопроводных сооружений и прилегающих территорий. Проектирование и эксплуатация ЗСО источников централизованного водоснабжения и водопроводов, подающих воду хозяйственно-питьевого назначения, осуществляется в соответствии с "Положением о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения".

Организацию СЗО начинают с разработки проекта. Определяют границы ЗСО и ее поясов и намечают план мероприятий по улучшению санитарного состояния ЗСО путем устранения существующего и предупреждения возможного загрязнения источника централизованного водоснабжения и ухудшения качества воды на этапах забора, водоподготовки и подачи ее населению.

ЗСО включают три пояса особого режима. Первый - пояс строгого режима - охватывает территорию и акваторию размещения водозаборов, площадок головных сооружений водопровода и водоподводящего канала. Второй и третий - пояс ограничений и пояс наблюдений - охватывают территорию, предназначенную для охраны от загрязнения источника водоснабжения. Санитарную охрану водоводов обеспечивают санитарно-защитной полосой.

Первый пояс ЗСО (строгого режима) устанавливают с целью исключения случайного или умышленного загрязнения воды в месте расположения водозабора и на этапах водоподготовки на головных очистных сооружениях водопровода. Второй и третий пояса ЗСО {ограничений и наблюдений) предназначены для предупреждения неблагоприятного влияния на качество и количество воды используемых или планируемых к использованию подземных и поверхностных источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Границы поясов ЗСО. Для водозаборов из подземных источников первый пояс ЗСО устанавливают при использовании надежно защищенных межплас-товых вод - в радиусе не менее 30 м вокруг скважины; недостаточно защищенных межпластовых вод - не менее 50 м. При использовании группы подземных водозаборов граница первого пояса должна находиться на расстоянии не менее 30 и 50 м соответственно от крайних скважин (или шахтных колодцев).

Границу второго и третьего поясов ЗСО устанавливают на основании гидродинамических расчетов. Границу второго пояса устанавливают так, чтобы при попадании микробного (нестабильного) загрязнения в водоносный горизонт за пределами второго пояса оно не достигало водозабора. Для эффективной защиты подземного источника водоснабжения от микробного загрязнения необходимо, чтобы расчетное время продвижения загрязнения с подземными водами от границы второго пояса до водозабора было достаточным для потери жизнеспособности и вирулентности патогенными микроорганизмами, то есть для эффективного самоочищения воды. В климатических условиях Украины этот расчетный период составляет для грунтовых вод 200 или 400 сут в зависимости от отсутствия или наличия гидравлической связи с открытыми водоемами, для межпластовых - 100 или 200 сут соответственно. Гидрогеологическими и гидродинамическими показателями, определяющими скорость движения подземных вод, являются: дебит водозабора; мощность водоносного слоя; величина уклона естественного потока подземных вод; коэффициент фильтрации; активная пористость грунта. Существует несколько методик для расчета границ второго пояса ЗСО1.

Определяя границу третьего пояса ЗСО, исходят из того, что если за его пределами в водоносный горизонт попадут химические вещества (стабильное загрязнение), то они или не достигнут водозабора, или будут перемещаться с подземными водами вне участка питания, или же достигнут его, но не раньше расчетного времени (Тх). Этот показатель должен превышать продолжительность технической эксплуатации водозабора и составлять не менее 25 лет.

Для водозаборов из поверхностных водоисточников границу первого пояса ЗСО водопровода, в том числе с водоподводным каналом и водозабором для искусственного пополнения запасов подземных вод, устанавливают на следующих расстояниях: 1) для проточных водотоков - вверх по течению не менее 200 м от водозабора; 2) вниз по течению не менее 100 м от водозабора; 3) по прилегающему к водозабору берегу - не менее чем за 100 м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне; 4) в направлении от прилегающего к водозабору берега в сторону водоема при ширине реки или канала менее 100 м - вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне, при ширине реки или канала более 100 м - полоса акватории шириной не менее 100 м.

Для непроточных водоемов (водохранилищ, озер) границу первого пояса устанавливают в зависимости от санитарных и гидрологических условий: по акватории во всех направлениях - не менее чем 100 м от водозабора, 100 м от линии уреза воды при летне-осенней межени.

*Рекомендации по гидрогеологическим расчетам для определения границ второго и третьего поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. - М., ВНИИ "ВОДГЕО", 1983. - 18 с.*

На водозаборах ковшового типа в первый пояс ЗСО следует включать всю акваторию ковша.

Граница второго пояса для водозаборов должна быть настолько удалена вверх по течению, чтобы время пробега воды по основному водотоку и его притокам (в целях микробного ее самоочищения) от границы ЗСО до водозабора при 95% обеспеченности стока составляло не менее 5 сут - для I и II климатических районов и не менее 3 сут - для III и IV климатических районов. Рассчитывают верхнюю границу второго пояса по формуле:

Где L - расстояние от водозабора до верхней границы зоны (м); V - скорость течения воды в водоеме (м/сут); t - время течения воды по основному водотоку и его притокам (3 или 5 сут).

На больших и средних реках зона ограничения распространяется вверх по течению на 30-60 км. На малых реках с расходом воды до 10 м3/с во второй пояс включают территорию бассейна реки.

Боковые границы второго пояса ЗСО определяются береговой полосой, ширина которой от линии уреза воды при наивысшем ее уровне должна быть: 1) при равнинном рельефе местности - не менее 500 м; 2) при гористом рельефе местности - до вершины первого склона, обращенного в сторону источника водоснабжения, при пологом склоне в пределах 750 м и не менее 1000 м - при крутом. На судоходных реках к границе второго пояса нужно причислить акваторию, прилегающую к водозабору, шириной до линии фарватера.

Чтобы не допустить влияния ветровых обратных течений на качество воды в районе водозабора, устанавливают нижнюю границу второго пояса ЗСО на расстоянии не менее 250 м от водозабора. Если установить нижнюю границу второго псяса ЗСО невозможно, согласовывают с санитарно-эпидемиологической службой повышенные требования к технологии обработки воды с тем, чтобы качество питьевой воды соответствовало государственному стандарту и в условиях ветровых обратных течений.

На непроточных водоемах (водохранилищах и озерах) граница второго пояса ЗСО должна быть удалена в обе стороны от водозабора, исходя из времени поступления воды к последнему в течение 5 сут - для I и II климатических районов и не менее 3 сут - для III и IV климатических районов. Во второй пояс ЗСО следует включать прибрежные участки по обе стороны водозабора: со стороны преобладающих ветровых течений - 3-5 км (при их повторяемости соответственно менее и более 10%), с противоположной стороны 1 км. На этом протяжении в ЗСО включается пояс шириной от уреза воды в глубь берега на 3-5 км, в глубь водохранилища ширина акватории - 0,5-1 км.

Границы третьего пояса ЗСО поверхностных источников вверх и вниз по течению совпадают с границами второго пояса. Боковые границы должны проходить по линии водоразделов на расстоянии 3-5 км, включая притоки.

Для санитарной охраны водопроводных сооружений устанавливают ЗСО на расстоянии 30 м от запасных и регулировочных емкостей, фильтров, контактных осветлителей и насосных станций. На расстоянии 15м - от отстойников, помещений реагентного хозяйства, склада хлора и др. На расстоянии 10 м - от водонапорных башен. Вдоль водоводов обязательно устанавливают санитарно-защитную полосу. На трассах с низким залеганием грунтовых вод ее ширина по обе стороны от крайних линий водоводов должна быть на менее 10 м, если диаметр водовода составляет 1000 мм, и 20 м - при диаметре водовода свыше 1000 мм. В местностях с высоким уровнем залегания грунтовых вод санитарно-защитную полосу устанавливают шириной 50 м по обе стороны независимо от диаметра водоводов.

Режим эксплуатации ЗСО. Первый пояс ЗСО - зону строгого режима - обязательно ограждают забором на суше или буями и другими предупредительными знаками по акватории, постоянно охраняют или оборудуют охранной сигнализацией. В пределах первого пояса ЗСО проводят озеленение, ночное освещение, планирование территории для отведения поверхностного стока за ее границы. Сточные воды, образовавшиеся на водопроводной станции, отводят в ближайшую систему бытовой канализации или на местные очистные сооружения за границы первого пояса ЗСО. В зоне строгого режима запрещено находиться посторонним лицам, размещать жилые и общественные строения, прокладывать трубопроводы и проводить строительно-монтажные работы, не связанные непосредственно со строительством, реконструкцией и эксплуатацией водопроводных сооружений и сетей. Также запрещено пасти скот, применять пестициды, органические и минеральные удобрения. При водозаборе из поверхностного водоема в зоне строго режима запрещено сбрасывать какие-либо сточные воды, обустраивать причалы, проводить работы по углублению дна и добывать гравий или песок.

В пределах второго пояса ЗСО - зоны ограничений - проводят мероприятия по санитарному благоустройству территории населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов и отдельных строений (их централизованное водоснабжение, канализацию, оборудование водонепроницаемых выгребов и пр.). Ограничивают отведение территорий под новую застройку, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения, промышленные и сельскохозяйственные объекты. Купание, занятия туризмом, водным спортом и рыбную ловлю разрешают лишь в определенных местах, отведенных органами государственной санитарно-эпидемиологической службы. Требуют оборудовать судна, дебаркадеры и брандвахты приспособлениями для сбора сточных вод и твердых отходов. Выполняют противоэрозийные мероприятия для охраны земель. Выявляют, тампонируют (или обновляют) старые, недействующие, дефектные или неправильно эксплуатировавшиеся скважины и шахтные колодцы, регулируют строительство новых скважин. Запрещено размещать склады топливно-смазочных материалов, пестицидов и минеральных удобрений, накопители промышленных сточных вод, шламонакопители, нефтепроводы и продуктопроводы, кладбища, скотомогильники, поля ассенизации и фильтрации, сооружения подземной фильтрации, полигоны твердых (в том числе промышленных) отходов, навозохранилища, силосные траншеи, животноводческие и птицеводческие предприятия и т. п. Использовать химические вещества можно лишь по разрешению государственной санитарно-эпидемиологической службы, а применять пестициды и минеральные удобрения запрещено вообще. Нельзя рубить лес. Вдоль берегов поверхностных водоемов запрещено вспахивать земли, выпасать скот ближе чем за 300 м от берега, а также садоводство и огородничество. Нельзя брать с водного объекта песок и проводить другие дноуглубляющие работы, не связанные со строительством и эксплуатацией водопроводных сооружений. Запрещено закачивать отработанные (оборотные) воды в подземные горизонты, складировать под землей твердые отходы и разрабатывать недра земли.

В пределах третьего пояса ЗСО запрещено выпускать в водоемы сточные воды, не отвечающие требованиям СанПиН 4630-88 "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения" и нормам Водного кодекса Украины. Обязательным является выявление, тампонирование (или обновление) старых, недействующих скважин и неправильно эксплуатируемых скважин. Бурение новых и проведение какого-либо нового строительства возможно лищь по согласованию с органами государственной санитарно-эпидемиологической службы. Нельзя закачивать отработанные (оборотные) воды в подземные горизонты, складировать под землей твердые отходы и разрабатывать недра земли.

В пределах санитарно-защитной полосы водоводов не должно быть источников загрязнения почвы и грунтовых вод. Категорически запрещено прокладывать водоводы на территориях свалок мусора, полей ассенизации, фильтрации и орошения, кладбищ, скотомогильников, а также промышленных, агропромышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Общая гигиена: конспект лекций Юрий Юрьевич Елисеев

Гигиеническая характеристика источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения

Для обеспечения высокого уровня качества питьевой воды необходимо выполнение ряда обязательных условий, таких как:

1) соответствующее качество воды источника централизованного водоснабжения;

2) создание благоприятной санитарной ситуации вокруг источников и самой системы водоснабжения (водопровода).

Питьевая вода может отвечать высоким требованиям только после ее надежной обработки и кондиционирования.

В качестве источников водоснабжения могут быть использованы подземные и поверхностные источники водоснабжения.

Подземные источники имеют ряд достоинств:

1) они в определенной мере защищены от антропогенного загрязнения;

2) они отличаются высокой стабильностью бактериального и химического состава.

На формирование качества воды грунтовых и межпластовых вод оказывают влияние следующие факторы:

1) климат;

2) геоморфологические структуры;

3) характер растительности (литологические структуры).

В северных зонах преобладают бикарбонатно-натриевые воды, богатые органикой, они залегают очень поверхностно, минерализация их низкая.

Ближе к югу появляются сульфатные, хлоридные и кальциевые воды. Эти воды залегают глубоко, отличаются высоко надежными бактериологическими показателями.

Подземные водоисточники в зависимости от глубин залегания и отношения к породам делятся на:

1) почвенные;

2) грунтовые;

3) межпластовые.

Почвенные водоисточники залегают неглубоко (2-3 м), фактически лежат у поверхности. Они обильны весной, летом пересыхают, зимой промерзают. Как источники водоснабжения эти воды интереса не представляют. Качество вод определяется загрязненностью атмосферных осадков. Количество этих вод сравнительно невелико, органолептические свойства неудовлетворительные.

2. Грунтовые воды – расположены в 1-ом от поверхности водоносном горизонте (от 10-15 м до нескольких десятков метров). Питание этих горизонтов осуществляется в основном за счет фильтрации атмосферных осадков. Режим питания не постоянен. Атмосферные осадки фильтруются через большую толщу грунта, поэтому в бактериальном отношении эти воды чище, чем почвенные, но еще не всегда надежны. Грунтовые воды имеют более или менее стабильный химический состав, могут содержать значительное количество двухвалентного железа, которое при подъеме воды наверх переходит в трехвалентное (бурые хлопья). Грунтовые воды могут использоваться для децентрализованного, местного водоснабжения, так как мощность их невелика.

Межпластовые воды лежат глубоко в водоносном горизонте, залегающем (до 100 м) между двумя водонепроницаемыми пластами, один из которых – нижний – водонепроницаемое ложе, а верхний – водонепроницаемая кровля. Поэтому они надежно изолированы от атмосферных осадков и грунтовых вод. Это предопределяет свойства воды, в частности ее бактериальный состав. Эти воды могут заполнить все пространство между пластами (как правило, глиняными) и испытывают гидростатическое давление. Это так называемые напорные, или артезианские, воды.

Качество артезианских вод по физическим и органолептическим свойствам вполне удовлетворительно. Надежны такие воды и в бактериальном отношении, они имеют стабильный химический состав. В таких водах, как указывалось выше, нередко находят сероводород (результат действия микробов на сернистые соединения железа) и аммиак, в них мало кислорода, отсутствуют гуминовые вещества.

Классификация вод по химическому составу (гидрохимические классы вод) выглядит следующим образом.

1. Бикарбонатные воды (северные районы страны): анион HCO? 3 и катионы Ca ++ , Mg ++ , Na + . Жесткость = 3-4 мг. экв/л.

2. Сульфатные: анион SO 4 – , катионы Ca ++ , Na + .

3. Хлоридные: анион Cl - , катионы Ca ++ , Na + .

Поверхностные источники водоснабжения – реки, озера, пруды, водохранилища, каналы. Они широко используются для водоснабжения крупных городов из-за громадного количества воды в них (дебита). Одновременно это накладывает и определенный отпечаток на них. В северных районах (зоне избыточного увлажнения) воды слабо минерализованы. Здесь преобладают торфяные почвы, которые обогащают воды гуминовыми веществами.

В южных районах почва обогащает воду солями. Минерализация составляет до 23 г/л. Для поверхностных источников при переходе с севера на юг характерны:

1) увеличение общей минерализации;

2) изменение класса вод от HCO 3 (бикарбонатных) к SO 4 (сульфатным) и Cl (хлоридным).

Поверхностные источники подвержены значительным антропогенным загрязнениям. Уровень загрязнения органическими веществами оценивается высокой окисляемостью. Нарушается кислородный режим водоемов. Видовой состав микрофлоры резко сужен. Увеличивается уровень БПК При выборе источника водоснабжения нужно ориентироваться на уровень и состояние процессов самоочищения. Если вода чистая и процесс самоочищения протекает в благоприятных условиях, то БПК = 3 мг/л.

Выбор источника хозяйственно-питьевого водоснабжения

Естественно, что при выборе источника учитывают не только качественную сторону самой воды, но и мощность самих источников. При выборе источников необходимо в первую очередь ориентироваться на такие источники, вода которых приближается по своему составу к требованиям СанПиНа 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». При отсутствии или невозможности использования таких источников вследствие недостаточности их дебита или по технико-экологическим соображениям в соответствии с требованиями СанПиНа 2.1.4.1074-01 необходимо приходить к другим источникам в следующем порядке: межпластовые безнапорные воды, грунтовые воды, открытые водоемы.

Условия выбора водоисточника:

1) вода источника не должна иметь такой состав, который не может быть изменен и улучшен современными методами обработки, или ограничена возможность очистки по технико-экономическим показателям;

2) интенсивность загрязнения должна соответствовать эффективности способов обработки воды;

3) совокупность природных и местных условий должна обеспечить надежность водоисточника в санаторном отношении.

Из книги Общая гигиена автора Юрий Юрьевич Елисеев

19. ЗСО для подземных источников и нормативы качества воды ЗСО подземных источников устанавливаются вокруг водозаборных скважин, так как защищенность водонепроницаемыми породами не всегда надежна.Изменение состава подземных вод может иметь место при интенсивном

Из книги Общая гигиена: конспект лекций автора Юрий Юрьевич Елисеев

44. Гигиеническая характеристика шума Шумом называется беспорядочное сочетание звуков различной высоты и громкости, вызывающее неприятное субъективное ощущение и объективные изменения органов и систем.Шум состоит из отдельных звуков и имеет физическую

Из книги Домашний SPA-салон молодости и красоты. 365 рецептов автора Татьяна Владимировна Лагутина

45. Гигиеническая характеристика шума (подолжение) Различают шумы:1) широкополосные с непрерывным спектром более 1 октавы;2) тональные, когда интенсивность шума в узком диапазоне частот резко преобладает над остальными частотами.По распределению звуковой энергии во

Из книги Медики шутят, пока молчит сирена автора Б. С. Горобец

ЛЕКЦИЯ № 3. Гигиенические вопросы организации хозяйственно-питьевого водоснабжения Гигиеническая характеристика источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Для обеспечения высокого уровня качества питьевой воды необходимо выполнение ряда

Из книги Живительная сила воды. Профилактика и лечение болезней простейшими способами автора Ю. Н. Николаева

Гигиеническая характеристика источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Для обеспечения высокого уровня качества питьевой воды необходимо выполнение ряда обязательных условий, таких как:1) соответствующее качество воды источника

Из книги До смерти здоров. Результат исследования основных идей о здоровом образе жизни автора Эй Джей Джейкобс

Требования к качеству питьевой воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и обоснование нормативов качества питьевой воды В настоящее время на территории РФ требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения

Из книги Здоровые привычки. Диета доктора Ионовой автора Лидия Ионова

ЛЕКЦИЯ № 6. Атмосферные загрязнения, их гигиеническая

Из книги Радуга прозрения автора Олег Панков

Гигиеническая характеристика шума, его нормирование и меры профилактики негативного влияния его на организм Шумом называется беспорядочное сочетание звуков различной высоты и громкости, вызывающее неприятное субъективное ощущение и объективные изменения органов и

Из книги Полный справочник по уходу за больными автора Елена Юрьевна Храмова

5 органов чувств – 5 источников наслаждения Приятные ощущения в этот день должны поставлять все 5 органов чувств: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. В связи с этим следует позаботиться о создании расслабляющей обстановки.В ванной, а именно там главным образом будут

Из книги Лечение детей нетрадиционными методами. Практическая энциклопедия. автора Станислав Михайлович Мартынов

Список источников 1. Абелев Г. И. Драматические страницы истории отдела вирусологии и иммунологии опухолей. ВИЕТ, 2002. № 1–2. С. 1–64.2. Академик Андрей Воробьев: Я насквозь советский человек / Сост. Б. С. Горобец, П. А. Воробьев; аудиозаписи: Н. Е. Шкловский-Корди. М.: НьюДиамед,

Из книги автора

Методика питьевого лечения Пригодная к использованию подземная минеральная вода естественного источника выводится на поверхность с помощью каптажных сооружений. Каптаж должен быть устроен по всем правилам и технически грамотно, особенно на курортах, так как

Из книги автора

Гигиеническая гипотеза Объективности ради хочу заглянуть по ту сторону баррикад, тем более что многие ученые согласны с Джули. Они называют свою теорию гигиенической гипотезой. Смысл в том, что дети в современных развитых странах недостаточно контактируют с

Из книги автора

Налаживание питьевого режима На второй неделе продолжаем налаживать питьевой режим. Задача очень простая – выпивайте стакан чистой воды перед каждым приемом пищи. С учетом трех основных трапез и двух перекусов у вас получится пять стаканов. Еще один стакан можно

Из книги автора

Восстановление зрения с помощью источников света

Из книги автора

Гигиеническая ванна Приготовить полотенце, мыло, шампунь, мочалку (губку), деревянную подставку или резиновый коврик, водный термометр.Наполнить ванну холодной, а затем горячей водой в расчете на объем тела больного, контролируя температуру воды водяным термометром –

Из книги автора

Древнекитайская оздоровительная гигиеническая гимнастика тай-ди Гимнастика тай-ди состоит из 25 упражнений. Все упражнения делаются сидя, за исключением 25-го. В Китае во время занятий гимнастикой обязательным требованием было максимально сосредоточить внимание на

18. Физиологическое, санитарно-гигиеническое и бальнеологическое значение воды. Нормы водопотребления для городского и сельского населения. Системы водоснабжения.

Физиологическое значение воды

Вода необходима для поддержания жизни и поэтому важно обеспечить потребителей водой хорошего качества.

Как известно, тело человека состоит на 65% из воды и даже небольшая ее потеря приводит к серьезным нарушениям состояния здоровья. При потере воды до 10% отмечается резкое беспокойство, слабость, тремор конечностей. В эксперименте на животных установлено, что потеря 20-25% воды приводит к их гибели. Все это объясняется тем, что процессы пищеварения, синтез клеток и все обменные реакции происходят только в водной среде.

Гигиеническое значение воды

В организм человека вода поступает не только при питье, воду заглатывают под душем, при умывании, чистке зубов и т.д. Достаточно большое количество воды питьевого качества требуется для уборки жилища, стирки белья и чистки одежды.

Доброкачественная (питьевая) вода в городском водопроводе обеспечивает санитарное благополучие пищевой промышленности, в ко торой питьевая вода расходуется не только в основных технологичес­ких процессах, но и при ряде вспомогательных операций.

Бальнеологическое значение воды

Санитарное состояние лечебно-профилактических учреждений также зависит от количества потребляемой воды. Для обеспечения должного санитарного режима в больнице необходимо не менее 250 л питьевой воды на 1 койку, на 1 посещение в поликлинике - не менее

15-20 л. Централизованное водоснабжение лечебно-профилактических учреждений является важным условием предупреждения внутрибольничных инфекций.

Воду используют для проведения оздоровительных и физкультурных мероприятий (плавательные бассейны), а также в гидротерапии.

Нормы водопотребления

Прописанных в СанПиН норм нет, есть только расчетные при строительстве зданий. При централизованном горячем водоснабжении или при использовании газовых или электрических водонагревателей в городском жилище достаточно 150-180 л/сут на человека. При водоснабжении из уличных водоразборных устройств расход воды редко превышает 60 л/сут на человека.

Среднесуточное за год водопотребление на 1 жителя, л/сутки

Для сельскохозяйственных районов: хозяйственно- питьевых нужд (без учета расхода воды на поливку) с водопользованием из водоразборных колонок - 30-50

Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн - 125-160

То же с ваннами и местными нагревателями - 160-230

То же с централизованным горячим водоснабжением - 250-350

Системы водоснабжения. Прицентрализованной системе вода подается потребителям по трубопроводам в видевнутридомового илиуличного (водоразборные колонки) водопро­ вода; принецентрализованной (местной ) - потребитель забирает воду непосредственно из водоисточника. Прицентрализованном водоснабжении из подземных водоисточников вода поднимается по скважине и подается в водопроводную распределительную сеть без очистки.Из открытых водоемов вода откачивается на­ сосами и подвергается очистке и обеззараживанию на головных сооружениях водопровода, после чего подается в распредели­ тельную сеть.

Санитарно-гигиеническая характеристика источников водоснабжения. Санитарные требования к устройству и оборудованию источников децентрализованного водоснабжения. Требования к качеству воды местных источ ник ов.

При нецентрализованном водоснабжении используются шахтные или трубчатые колодцы, каптажи родников и инфильтрационные колодцы (галереи). Водозаборные сооружения располагают на незагрязненном участке, в > 50 м выше по току грунтовых вод от источников загрязнения (выгребных туалетов и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др.); > 30 м от магистралей с интенсивным движением автранспорта; на сухих участках, не затапливаемых паводковыми водами.

Шахтные (грунтовые) колодцы берут подземную воду из первого безнапорного водоносного пласта.

Они состоят из

1. оголовка (> 0,7-0,8 м выше поверхности земли)

   с крышкой,

2. водоприемника.

По периметру сооружают

глиняный «замок» глубиной 2 м и шириной 1 м и

отмостку радиусом > 2 м с уклоном в сторону кювета.

Стенки шахты должны быть водонепроницаемыми. Водоприемная часть колодца (дно) должна быть заглублена в водоносный пласт и засыпана гравием. Подъем воды производят с помощью насоса, ворота или «журавля» с общественной, прочно прикрепленной бадьей или ведром; у колодца устраивается скамья для ведер.

Трубчатые колодцы (скважины) бывают мелкими (до 8 м) и глубокими (до 100 м и более). Они состоят из обсадных труб раз­ личного диаметра, насоса и фильтра. Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8-1,0 м, герметично закрыт, иметь сливную трубу с крючком для подвешивания ведра. Вокруг оголовка устраиваются глиняный гидроизоляционный «замок», отмостка с уклоном 10° от колодца и скамья для ведер. Подъем воды производится с помощью насоса.

Каптажи - 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 стороны водоносного горизонта),

гидроизоляционный замок,

люк с крышкой,

водозаборную трубу с крючком для подвешивания ведра,

скамейку для ведер.

Для предохранения каптажной камеры от за­носа песком устраивается фильтр со стороны притока воды.

Каптажные камеры желательно помещать в павильон, территория которого ограждена.

В радиусе до 20 м от колодца и каптажа родника не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка белья и любые виды деятельности, способствующие загрязнению воды.

Открытые водоемы - это озера, реки, ручьи, каналы и водохранилища. При необходимости использовать открытый водоем для централизованного водоснабжения предпочтение отдают крупным и проточным водоемам, достаточно защищенным от загрязнения сточными водами.

Все открытые водоемы подвержены загрязнению атмосферными осадками, талыми и дождевыми водами, стекающими с поверхности земли. Особенно сильно загрязнены участки водоема, прилегающие к населенным пунктам и местам спуска бытовых и промышленных сточных вод.

Питьевая вода должна:

быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении;

быть безвредной по химическому составу;

обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Качество воды источников нецентрализованного питьевого водо- снабжения регламентируется СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»

Большое внимание уделяется органолептическим свойствам воды. Отдельно выделен показатель «Нитраты» как наиболее вероятный в сельских условиях в результате загрязнения почвы навозом или азотными удобрениями. Кроме того, есть указание о содержании любых химических веществ на уровне, не превышающем гигиенические нормативы (ПДК). Перечень веществ, подлежащих контролю, должен устанавливаться для каждого источника водоснабжения, исходя из местных условий и по результатам санитарного обследования при выборе места водозабора.

Гигиенические требования к качеству воды источников централизованного водоснабжения. Предупреждение флюороза, кариеса, эндемического зоба, водной нитратной метгемоглобинемии.

Гигиенические требования к качеству воды

централизованных систем питьевого водоснабжения

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом ирадиационном отношении, безвредна похимическому составу и иметь благоприятныеорганолептические свойства .

Показатель общего микробного числа позволяет получить представление о массивности бактериального загрязнения воды с учетом сапрофитной микрофлоры, поэтому этот показатель используется дляконтроля эффективности обработки воды на очистных сооружениях водопровода и служит сигналом нарушений в технологии водоподготовки.

Показателем свежего фекального загрязнения воды является норматив на содержаниетермотолерантных колиформных бактерий Escherichia coli .Отсутствие общих колиформ и термоталерантных колиформ является основным критерием эпидемической безопасности воды в нормативных документах многих стран мира.

Присутствие в воде колифагов , является санитарным показателемвирусного загрязнения питьевой воды.

Cl . perfringens всегда присутствуют в фекалиях. Их споры выживают в воде дольше, чем бактерии кишечной группы, они устойчивы к хлорированию нормальными дозами хлора. Этот показатель определяется в водеповерхностных источников для оценкиэффективности обработки воды.

Безвредность питьевой воды по химическому составу характеризуется токсикологическими показателями ее качества и определяется ее соответствием нормативам по следующим показателям:

обобщенные показатели и содержание вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также вещества антропогенного происхождения, получившие глобальное распространение (сухой остаток, pH, перманганатнаяа окисляемость, нефтепродукты, фенольный индекс, жескость, ПАВ )

Концентрации химических веществ, нормированных по токсикологическому признаку вредности не должны превышать ПДК, указанных в СанПиН 2.1.4.1074-01.

Благоприятные органолептические свойства воды определяются с помощью органов чувств и включают внешний осмотр пробы воды, выявление пленки на ее поверхности,определение цветности, прозрачности (мутности), запаха и вкуса воды.

Радиационная безопасность питьевой воды основана на общей- и-радиоактивности питьевой воды:

общая -радиоактивность не должна превышать 0,1 Бк/л,

общая -радиоактивность не должна превышать 1,0 Бк/л.

Предупреждение флюороза и кариеса – нормирование в питьевой воде содержание фтора (флюороз – дефторирование, кариес – фторирование).

Предупреждение эндемического зоба – нормирование в воде содержания йода (обычно добавление солей йода)

Предупреждение водной нитратной метгемоглобинемии – очистка воды от нитратов.

Санитарно-химические показатели органического загрязнения воды. Их нормирование и гигиеническая оценка. Процессы самоочищения водоемов. Роль сапрофитной микрофлоры. БПК как показатель самоочищающей способности воды.

Санитарно-химические показаетли органического загрязнения:

Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это величина снижения количества растворенного в воде кислорода за определенный период времени (обычно за 5 суток – БПК 5 или за 20 суток – БПК 20)

перманганатная окисляемость – будут повышены.

по конкретным соединениям в воде - углеводородам, смолам, фенолам – также будут превышать ПДК.

по уровню увеличения по сравнению с результатами предыдущих исследований для одного и того же сезона количества таких санитарно-химических показателей как соли аммония, нитриты и нитраты (т.н. "белковая триада" )

растворенный кислород и

хлориды.

Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода . Его должно быть не менее4 мг/л в любой период года.

Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоемов . Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Физические факторы - эторазбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений, осаждение в воде нерастворимых осадков, в том числе и микроорганизмов.

Из химических факторов самоочищения следует отметитьокисление органических и неорганических веществ.

К биологическим факторам самоочищения водоемов относится размножение в водеводорослей, плесневых и дрожжевых грибков, сапрофитной микрофлоры . Кроме растений, самоочищению способствуют и представители животного мира:моллюски , некоторые видыамеб .

Самоочищение загрязненной воды сопровождается улучшением ее органолептических свойств и освобождением от патогенных микроорганизмов.

Методы улучшения качества питьевой воды. Способы очистки воды (коагуляция, отстаивание, фильтрация). Виды отстойников и фильтров, их гигиеническая оценка. Специальные методы улучшения качества питьевой воды.

Методы улучшения качества питьевой

очистки воды

обеззараживания

На водопроводных очистных сооружениях применяются физические методы очистки воды (отстаивание и фильтрация ) и химические (коагуляция ) .

Для ускорения процесса осветления и обесцвечивания на водопроводных станциях часто используется предварительная химическая обработка воды коагулянтами (Al 2 (SO 4) 3 , FeCl 3 , FeSO 4) и флокулянтами (водорастворимые высокомолекулярные соединения, например, полиакриламид), образующими при реакции с бикарбонатов воды коллоидный раствор гидрата окиси алюминия, который в дальнейшем коагулирует с образованием хлопьев :

Al 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 2Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2

Процесс оседания сопровождается адсорбцией органических примесей , микроорганизмов, яиц гельминтов и пр.

Эффект коагуляции зависит от бикарбонатной жесткости воды и от дозы коагулянта. При недостаточном количестве коагулянта не достигается полное осветление воды, а при избытке – вода приобретает кислый вкус и возможно вторичное образование хлопьев.

Отстаивание воды в горизонтальных и вертикальных отстойниках приводит к ее осветлению и частичному обесцвечиванию.

В горизонтальных отстойниках вода движется горизонтально по направлению продольной оси. На частицы взвеси действуют 2 силы: горизонтально - сила F, зависящая от скорости и направления движения воды , и вниз - сила тяжести частиц Р. Вектор этих сил обусловливает направление осаждения частиц (по диагонали вниз ). Чем длиннее отстойник, тем эффективнее осаждение частиц и осветление воды.

В вертикальных отстойниках - резервуарах цилиндрической или прямоугольной формы с конусообразным дном вода подается через трубу снизу и медленно поднимается вверх . При этом силы F и Р разнонаправлены и оседают только те частицы взвеси, у которых Fскорость протекания воды в вертикальном отстойнике должна быть меньше , чем в горизонтальном. Скорость течения воды в горизонтальных отстойниках - 2-4 мм/с, а в вертикальных - < 1 мм/с. Длительность отстаивания воды - 4-8 ч. При этом мельчайшие частицы и значительная часть микроорганизмов не успевают осесть.

Фильтрация воды , позволяющая удалить взвешенные и коллоидные примеси, проводится на медленных и скорых фильтрах .

В медленных фильтрах воду пропускают через подстилаемый гравием крупнозернистый песок , на поверхности и в глубине которого задерживаются взвешенные частицы, образующие активную «биологическую пленку », состоящую из адсорбированных взвешенных частиц, планктона и бактерий. Пленка имеет поры малого диаметра и сама является эффективным фильтром и средой, где происходит самоочищение воды. Профильтрованная вода отводится через дренаж в нижней части емкости. Достоинства медленных фильтров: равномерная фильтрация, эффективность фильтрации 99% бактерий и простота устройства; недостаток - малая скорость движения воды (10 см/ч). Медленные фильтры используются на сельских водопроводах, где потребность в очищенной воде не велика.

Скорые фильтры значительно увеличивают скорость фильт­ рации (5 м 3 /ч), однако загрязнение фильтрующего слоя происходит быстрее, что требует промывки фильтра 2 раза в сутки (в медленных фильтрах 1 раз в 1,5-2 мес).

Контактный осветлитель - установка для получения техни­ ческой воды работает по схеме коагуляция + фильтрация и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3-2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть, а коагулянт вводится непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних частях осветлителя, а в верхних - задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества.

Специальные методы улучшения качества воды применятся с целью удаления из нее некоторых химических веществ и частично улучшения органолептических свойств .

Дезодорация - устранение запахов. Достигается аэрированием, обработкой окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцовокислый калий), фильтрованием через активированный уголь.

Обезжелезивание производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах - градирнях. При этом двухвалентное железо окисляется в гидрат окиси железа, который осаждается в отстойнике и задерживается на фильтре.

Умягчение воды достигается фильтрованием через ионообменные фильтры, загруженные либо катионитами (обмен катионов), либо анионитами (обмен анионов). Происходит обмен ионов Са2+ и Mg2+ на ионы Nа+ или Н+.

Опреснение . Последовательное фильтрование воды сначала через катионит, а затем через анионит позволяет освободить воду от всех растворенных в ней солей. Термический метод опреснения - дистилляция, выпаривание с последующей конденсацией. Вымораживание. Электродиализ - опреснение с использованием селективных мембран.

Деконтаминация . Снижение содержания радиоактивных веществ в воде на 70-80% происходит при коагуляции, отстаивании и фильтровании воды. Для более глубокой деконтаминации воду фильтруют через ионообменные смолы.

Обезфторивание воды проводят фильтрованием через анионообменные фильтры. Часто для этого используют активированную окись алюминия. Иногда для снижения концентрации фтора проводят разбавление водой другого источника, не содержащей фтора либо содержащей его в ничтожных количествах.

Фторирование . Искусственное добавление фтора. Проводят при содержании фтора в воде менее 0,7 мг/л с целью профилактики кариеса зубов. Фторирование воды снижает заболеваемость кариесом на 50-70%, т.е. в 2-4 раза.

Методы обеззараживания питьевой воды и их гигиеническая оценка. Способы хлорирования воды. Хлорпоглощаемость и хлорпотребность.

Обеззараживание воды может быть проведено химическими ифизическими (безреагентными) методами.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование иозонирование . Задача обеззараживания -уничтожение патогенных микроорганизмов , т.е. обеспечение эпидемической безопасности воды.

В настоящее время хлорирование воды является одним изнаиболее широко распространенных профилактических мероприятий. Этому способствуетдоступность метода инадежность обеззараживания, а также многовариантность (везде ).

Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием.

Химизм происходящих процессов состоит в том, что при добавлении хлора к воде происходит егогидролиз ->

хлорноватистая кислота. Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют хлорноватистой кислоте быстропройти черезоболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточныеферменты .

На крупных водопроводах для хлорирования применяютгазообразный хлор , поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Используют, как правило, методнормального хлорирования (по хлорпотребности) .

Имеет важное значение выбордозы , обеспечивающий надежное обеззараживание. При обеззараживании водыхлор не только способствует гибели микроорганизмов, но ивзаимодействует сорганическими веществами воды и некоторыми солями. Все этиформы связывания хлора объединяются в понятие "хлорпоглощаемость воды ".

В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода..." доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде содержалось 0,3-0,5 мг/л свободного остаточного хлора. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания.

Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, называют хлорпотребностью .

Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа.

Модификации хлорирования : двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый разперед отстойниками , а второй - как обычно,после фильтров . Этоулучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличиваетнадежность обеззараживания.

Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты - хлора. При этом в воде образуются хлорамины -монохлорамины (NH 2 Cl ) и дихлорамины (NHCl 2) , которые также обладают бактерицидным действием. Этот метод применяется для обеззараживанияводы, содержащей фенолы , с целью предупреждения образования хлорфенолов. Даже в ничтожных концентрацияххлорфенолы придают водеаптечный запах и привкус.Хлорамины же, обладая более слабым окислительным потенциалом,не образуют с феноламихлорфенолов .Скорость обеззараживания воды хлораминамименьше , чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч, а остаточный хлор равен 0,8-1,2 мг/л.

Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяетсократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получитьнадежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникаетнеобходимость дехлорирования . С этой целью в воду добавляютгипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированногоугля .

Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях .

В настоящее время метод озонирования воды является одним из самыхперспективных и уже находит применение во многих странах

При разложении озона в воде в качестве промежуточных продуктов образуются короткоживущие свободные радикалы НО2 и ОН. Атомарный кислород и свободные радикалы , являясь сильными окислителями, обусловливаютбактерицидные свойства озона.

Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов.

Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в водетоксических соединений (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов и др.),улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект применьшем времени контакта (до 10 мин). Онболее эффективен по отношению к патогеннымпростей

Широкое внедрение озонирования в практику обеззараживания воды сдерживается высокой энергоемкостью процесса получения озона инесовершенством аппаратуры .

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания преимущественноиндивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженнымбактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаютсяживыми и даже способными вызватьзаболевание . Концентрации серебра, способные вызватьгибель большинствамикроорганизмов , при длительном употреблении водытоксичны для человека . Поэтому серебро в основномприменяется для консервирования воды при длительном хранении ее в плавании, космонавтике и т.д.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяютсятаблетированные формы, содержащие хлор.

К физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами и др.

Преимущество физических методов обеззараживания перед химическими состоит в том, что онине изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств . Но из-за ихвысокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводных конструкциях применяетсятолько ультрафиолетово е облучение, а приместном водоснабжении -кипячение .

Ультрафиолетовые лучи обладаютбактерицидным действием. Максимум бактерицидного действия приходится на лучи с длиной волны 260 нм. Динамика отмирания микрофлоры зависит от дозы и исходного содержания микроорганизмов. На эффективность обеззараживания оказываютвлияние степеньмутности , цветности воды и ее солевойсостав .

Ультразвук применяют для обеззараживаниябытовых сточных вод , т.к. он эффективен в отношениивсех видов микроорганизмов, в том числе и спор бацилл. Его эффективностьне зависит от мутности и его применение не

приводит к пенообразованию, которое часто имеет место при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма-излучение очень эффективный метод.Эффект мгновенный. Уничтожение всех видов микроорганизмов, однако в практике водопроводов покане находит применения .

Кипячение является простым и надежным методом.

Принципиальная схема устройства головных водопроводных сооружений при заборе воды для централизованного водоснабжения из открытых водоемов.

Примерная схема водопровода с забором воды из реки: 1 - водоем; 2 - заборные трубы cпервичным фильтром-решеткой и береговой колодец; 3 - насосная станция первого подъема; 4 - очистные сооружения (отстойнии, фильтры, обеззараживающие установки); 5 - резервуары чистой воды; 6 - насосная станция второго подъема; 7 - трубопровод; 8 - водонапорная башня; 9 - разводящая сеть; 10 - места потребления воды.

Предназначение и организация зон санитарной охраны поверхностных и подземных источников воды.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1110-02)

Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения - это территория , прилегающая к источнику водоснабжения и водозаборным сооружениям, и акватория , на которых устанавливаются специальные режимы хозяйственной и иной деятельности в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения .

Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение , а в ЗСО подземных - на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора.

Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов:

Пояс строгого режима , включает территорию расположения водозабора, всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места забора и обработки воды от случайного или умышленного загрязнения и повреждени я.

Пояс ограничений от микробных загрязнений.

Пояс ограничений от химического загрязнения.

Протяженность зон зависит от вида источника (поверхностный или подземный), характера загрязнения и времени выживаемости микробов.

Границы поясов ЗСО поверхностного источника

Границы 1-го пояс а : вверх по течению не менее 200 м и вниз не менее 100 м от водозабора; по берегу – не менее 100 м от линии от летне-осенней границы воды. При ширине реки менее 100 м – вся акватория и полоса берега не уже 50 м по обе стороны реки.

Границы 2-го пояса : вверх по течению реки с таким расчетом, чтобы время пробега воды до водозабора было не менее 5 суток в холодном и умеренном климате и не менее 3 суток в жарком (для рек средней и большой мощности ≈ 30-60 км); ниже по течению – не менее 250 м от водозабора. Боковые границы не менее 500 м при равнинном рельефе, 750 м при пологом склоне и 1000 м при крутом . На непроточных водоёмах – от 3 до 5 км во все стороны от водозабора.

Границы 3-го пояса вверх и вниз по течению совпадают с границами 2-го пояса. Боковые границы – по линии водоразделов на 3-5 км, включая притоки .

Границы ЗСО подземного источника

Водозабор должен располагаться вне территории промышленных и жилых объектов . Граница 1-го пояса – не менее 30 м от водозабора для защищенных (межпластовых ) подземных вод и не менее 50 м – для недостаточно защищенных (грунтовых ) вод.

Границы 2-го и 3-го поясов совпадают. Зоны ограничения составляют для защищенных вод не менее 200 м от водозабора в холодном и умеренном климате и 100 м в жарком ; для недостаточно защищенных вод – 400 м.

Все источники воды с гигиенической точки зрения, а также по происхождению и локализации можно разделить на 3 группы: подземные, поверхностные и атмосферные.

1)Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. По глубине залегания и расположению по отношению к земным слоям все подземные воды делятся на верхнюю, среднюю и нижнюю зоны. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения чаще всего используют воды верхней зоны, глубина расположения которых достигает 1000, а иногда 2000 м. Необходимо отметить, что при продвижении с севера на юг прослеживаются закономерное повышение минерализации подземных вод и увеличение глубины их залегания. Еще одна закономерность, которую следует отметить при характеристике самоочищения подземных вод, - это увеличение загрязнения воды микроорганизмами, органическими веществами и токсичными примесями по мере уменьшения глубины ее залегания. Качество подземных природных вод в значительной степени определяется строением земной коры.

Грунтовым водам свойственна высокая минерализация, отражающая химический состав местного грунта. Они практически не содержат микроорганизмов, имеют низкую температуру и приятный вкус.

Наиболее стабильны и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые воды, располагающиеся между водонепроницаемыми пластами ниже первого водоупорного слоя. Межпластовым водам свойственны малое аэрирование и слабое развитие биологических процессов и форм жизни, стабильный химический состав и при этом более высокая минерализация, чем у грунтовых вод, содержание необходимых для человека макро- и микроэлементов (кальций, магний, йод, фтор), низкая стабильная температура, хорошие органолептические свойства. Межпластовые воды обычно доброкачественные и могут употребляться для питья без дополнительной обработки.

Особое место среди межпластовых вод занимают артезианские воды, которые, обладая всеми благоприятными свойствами подземных вод, находятся под повышенным давлением.

2)К поверхностным источникам относятся воды рек, озер, искусственных водохранилищ, ручьев, болот, а также морей и океанов. Каждый из этих водоисточников имеет свои особенности. Они различаются содержанием микроорганизмов, органических и минеральных веществ, способностью к самоочищению, обновлению водных ресурсов, физическими свойствами воды. Все поверхностные воды можно разделить на пресные и соленые.

Наиболее часто для водоснабжения используются реки. Речные воды обладают наибольшими способностями к самоочищению, возобновлению стока, высоким дебитом, стабильностью естественного минерального состава. Вместе с тем они наиболее загрязняются антропогенными примесями, так как реки чаще всего используются для сброса хозяйственно-фекальных и техногенных сточных вод, обильно загрязняются сельскохозяйственными стоками. В больших количествах в них поступают паводковые и ливневые воды. Еще одним недостатком рек как источников водоснабжения, особенно в аридных зонах, является уменьшение количества воды и даже пересыхание в жаркий период года. К более стабильным источникам водоснабжения относятся искусственно создаваемые водохранилища на крупных и средних реках, имеющие большой дебит. Однако с резким замедлением движения воды в искусственных водоемах снижается водообмен, что способствует накоплению и осаждению органических веществ, развитию анаэробной микрофлоры, цветению воды, образованию донных отложений, ила. Подобными недостатками обладают и естественные озера, вода которых еще больше подвержена нарушению естественных биоценозов, накоплению органических веществ и гнилостных микроорганизмов, развитию бентоса, особенно при массивном заборе питьевой воды и сбросе сточных вод. Поверхностные и подземные источники, питающие озера, не справляются с поддержанием дебита. Это приводит к обмелению озер, что, в свою очередь, в южных регионах влечет за собой засоление, а в северных - заболоченность. Высокое загрязнение поверхностных источников микроорганизмами и органическими веществами позволяет использовать воду из них для хозяйственно-питьевых целей лишь после соответствующей обработки. Очистка воды осуществляется в несколько этапов. Сначала производится механическая фильтрация, затем освобождение от взвешенных веществ методом коагуляции (осветление) и в заключение воду обеззараживают хлорированием, озонированием и другими методами. После контроля за соответствием качества санитарным требованиям вода подается потребителю.

Как указывалось, перспективным и практически неограниченным источником воды остаются моря и океаны. Наряду с обеззараживанием морскую воду необходимо подвергать опреснению. Использование опресненной морской воды для хозяйственно-питьевых целей перспективно в первую очередь в южных аридных районах. Имеется опыт использования для хозяйственно-питьевых целей опресненной методом дистилляции морской воды.

3)Для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения могут использоваться и атмосферные осадки в виде дождя и снега. Чаще такое применение осадки находят в засушливых южных районах, в арктической зоне, а также в экстремальных ситуациях. Дождевые и снеговые воды мягкие, маломинерализованные. Однако высокий уровень загрязнения атмосферы в современных условиях, особенно в развитых промышленных регионах, позволяет сделать вывод о большом загрязнении осадков растворимыми токсичными веществами, твердыми аэрозолями и микроорганизмами. Выпадающие осадки содержат ионы серной и азотной кислот, углекислоту, канцерогенные и радиоактивные примеси. Таким образом, воду атмосферных осадков нельзя считать чистой. Ее следует подвергать специальной обработке.

При выборе источника водоснабжения в каждом конкретном случае нужно учитывать в первую очередь санитарную надежность потенциального источника. Приоритет принадлежит межпластовым артезианским водам с наиболее высокими и стабильными санитарными показателями. Глубокое залегание водоносных горизонтов и повышенное давление практически гарантируют эпидемическую безопасность артезианских источников. При отсутствии артезианских вод вторыми по санитарной надежности являются межпластовые безнапорные воды. Их микробиологическая характеристика и природный химический состав близки к показателям артезианских вод, но опасность может возникнуть при интенсивном откачивании воды и подсосе загрязнений из других водоносных горизонтов, особенно если в водоупорных слоях есть включения трещиноватых пород. Третьими по санитарной надежности считаются грунтовые воды первого водоносного горизонта. Однако ввиду отсутствия верхнего водонепроницаемого слоя воды этих источников могут значительно уступать по качеству межпластовым, из-за чего их чаще используют для децентрализованного водоснабжения небольших, преимущественно сельских, населенных пунктов. При невозможности использования для хозяйственно-питьевых целей подземных вод следует ориентироваться на поверхностные источники - реки, водохранилища, каналы, озера. Их вода во всех случаях требует специальной обработки, в первую очередь обеззараживания. Однако у поверхностных источников есть и неоспоримое преимущество по сравнению с подземными - несравнимо более высокий дебит. Важнейшим общим требованием к любому источнику централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения является принципиальная возможность доведения показателей воды с помощью стандартных схем и методов обработки, используемых на очистных сооружениях, до критериев, предъявляемых к питьевой воде. В соответствии с ГОСТ 27.61-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора» все подземные и поверхностные источники по степени загрязнения делятся на 3 класса.

При организации водоснабжения населения немаловажно, где брать воду из водоисточника. Если для подземных источников это определяется гидрогеологической характеристикой местности и санитарно-экономическими возможностями, то для открытых источников место водозабора для хозяйственно-питьевых целей должно отвечать ряду жестких санитарных требований. В месте водозабора не должно быть опасных загрязнителей. Наряду с достаточным количеством забираемой воды важно обеспечить сохранность и защиту водозаборных сооружений. Важно, чтобы водозабор по течению был выше городских стоков, активно загрязняющих воду, а также выше притоков реки и оврагов, по которым в реку могут поступать загрязненные стоки. Водозабор следует осуществлять со значительной глубины, что предотвращает поступление в систему очистки цветущей воды. Безопасность водозабора обеспечивается комплексом административных и санитарно-гигиенических мероприятий, в первую очередь зонированием территории водозабора. Санитарное зонирование территории источников водоснабжения регламентируется СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».

Зоны санитарной охраны (ЗСО) организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадь всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение - защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения. Санитарные мероприятия должны выполняться в пределах первого пояса ЗСО органами коммунального хозяйства или другими владельцами водопроводов; в пределах второго и третьего поясов ЗСО - владельцами объектов, оказывающих отрицательное влияние на качество воды источников водоснабжения.

24, 25 вопр . Источники загрязнения, санитарное состояние и охрана водоемов. Для снабжения питьевой водой используются как подземные, так и поверхностные источники.

Вода подземных, особенно межпластовых, источников чище, чем поверхностных. Подземные источники более стабильны, надежны и безопасны по микробиологическим, органолептическим и токсикологическим показателям. Однако количество подземных вод ограниченно. Их непомерное откачивание может привести к тяжелым гидрогеологическим и экологическим последствиям. В связи с этим во многих странах мира широко используются поверхностные воды. К сожалению, при современном росте городов, развитии промышленности, сельского хозяйства и транспорта одновременно увеличивается количество отходов, загрязняющих окружающую среду, в том числе и водоемы. Наиболее сильно при этом страдают поверхностные источники. При неправильном отношении к целостности грунта и водоупорных земных пород без учета геологического строения земной коры возможно загрязнение и подземных источников. Первой задачей охраны водоемов является выяснение причин и источников их загрязнения.

Природные воды загрязняют в первую очередь бытовые хозяйственно-фекальные сточные воды. Они образуются в результате гигиенических процедур и хозяйственной деятельности человека, в них 60% всех загрязнений составляют органические вещества. Кроме того, хозяйственно-фекальные сточные воды содержат огромное количество как непатогенных, так и патогенных микроорганизмов и жизнеспособных яиц гельминтов. В эпидемиологическом отношении весьма опасны сточные воды инфекционных больниц, которые часто не подвергаются специальной обработке перед сбросом в общую канализацию. Хозяйственно-фекальные воды перед спуском в водоем должны проходить полную биологическую очистку, в основе которой лежат процессы аэробного биохимического окисления и обеззараживания. Одновременно в бытовых сточных водах, особенно в последние годы, содержится большое количество ПАВ, прежде всего синтетических моющих средств, которые не устраняет механическая и биологическая очистка. Они очень стойкие и долго не распадаются в природных водоемах. Сброс неочищенных хозяйственно-фекальных сточных вод во всех странах мира создает напряженную эпидемиологическую ситуацию.

Вторым источником загрязнения водоемов являются промышленные стоки. Они оказывают выраженное негативное влияние на состояние природных вод и играют ведущую роль в ухудшении состояния водоемов. Промышленные сточные воды формируются в результате использования воды для технологических целей, поэтому их состав полностью определяется конкретным производственным процессом. В промышленных стоках присутствуют самые разнообразные токсичные вещества: фенолы, цианиды, соединения мышьяка, меди, свинца, ртути, кадмия, полициклические углеводороды, пестициды, технические масла, а также радионуклиды, создающие угрозу отравления водных организмов, людей и домашних животных. Наиболее стабильные радионуклиды и химические вещества, например пестициды, соединения тяжелых металлов, могут распространяться по биологическим цепочкам (вода - моллюски - рыбы - человек; вода - растения - животные - человек), кумулировать и достигать высоких концентраций в продуктах питания. Опасность сброса неочищенных промышленных сточных вод усугубляется также тем, что, помимо токсического действия, присутствующие в них вещества могут давать отдаленные эффекты - канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотоксические и эмбриотропные. В загрязненных водоемах возможны интенсивное развитие фитопланктона, ухудшение органолептических свойств воды, снижение содержания кислорода, окислительной способности и, как следствие, нарушение естественных биоценозов и загнивание воды. С точки зрения избыточного развития фитопланктона неблагоприятно поступление в водоемы так называемых термальных вод электростанций, в том числе атомных. Поступление таких стоков способствует бурному развитию микроорганизмов, цветению и загниванию воды водоемов даже в тех климатических районах, где обычно этих явлений не наблюдается.

Загрязнение крупных рек и других водоисточников, а также прибрежных вод морей и океанов в значительной мере определяется судоходством. В водоемы поступают хозяйственно-фекальные сточные воды, как правило, неочищенные, с судов, не оборудованных биотуалетами, а также горюче-смазочные материалы. Еще больше загрязняются воды в акватории портовых городов.

Высокую опасность в отношении загрязнения воды водоемов, равно как и других сред биосферы, создают аварийные ситуации на предприятиях промышленности, энергетики и на водном транспорте, когда практически одномоментно в водоемы поступает огромное количество химических или радиоактивных веществ. Большое количество взвешенных органических веществ, минеральных примесей и горюче-смазочных материалов поступает в водоемы с ливневыми стоками и особенно с водами ливневой канализации в крупных городах в весенний паводковый период. Воды ливневой канализации, как правило, не подвергаются биологической очистке и обеззараживанию.

Сточные воды сельскохозяйственного производства можно разделить на два основных вида. К первому относятся стоки с полей, содержащие химические вещества в виде минеральных удобрений и ядохимикатов, а также органические соединения, микроорганизмы и гельминты, источником которых являются продукты гниения навоза. Второй вид загрязнений сельскохозяйственного происхождения - жидкие отходы животноводства и птицеводства. В них много органических веществ и микроорганизмов, в том числе условно-патогенных и патогенных. Необходим полный комплекс механической обработки, биологической очистки и обеззараживания этих стоков.

Нередко источниками загрязнения поверхностных водоемов и подземных грунтовых вод становятся свалки бытового и промышленного мусора, особенно несанкционированные, которые появляются стихийно и располагаются без учета особенностей подстилающей земной поверхности. Рыхлость грунта и высокое стояние грунтовых вод способствуют загрязнению первого водоносного горизонта.

Еще одним возможным путем загрязнения подземных источников является сброс сточных вод в глубокие подземные горизонты через поглощающие колодцы и скважины. Некоторые исследователи из Агентства охраны окружающей среды США (Hill P.D., 1983) считают этот метод утилизации промышленных отходов надежным и перспективным. С начала 1950-х годов он находит все более широкое применение во многих странах. В настоящее время в скважины глубиной до 3700 м во многих регионах, в том числе на Крайнем Севере, закачиваются промышленные стоки, содержащие щелочи, кислоты, хроматы, нитраты, сульфаты, фосфаты, а также радиоактивные вещества. Недостаточная изученность данного способа чревата необратимым загрязнением высококачественных вод обширных водоносных горизонтов.

Таким образом, в современных условиях идет массированное загрязнение как поверхностных, так и подземных вод от различных источников.

Интенсивность и уровень современного загрязнения природных вод требуют охраны водных источников , прежде всего законодательными и административными мерами. Это разработка гигиенических нормативов токсичных веществ и строгий контроль за соблюдением их ПДК в воде водоемов, осуществляемый органами Госсанэпиднадзора. В соответствии с современными требованиями проводится контроль содержания более 1000 токсичных агентов - солей тяжелых металлов, полициклических углеводородов, пестицидов и др. Санитарное законодательство одновременно контролирует бактериальный состав и физические свойства воды. Наряду с этими мерами необходимы строгие требования к обработке и сбросу в водоемы городских хозяйственно-фекальных сточных вод. Бытовые стоки должны проходить полную обработку - механическую фильтрацию, биологическую очистку и при необходимости обеззараживание препаратами, выделяющими свободный хлор, в первую очередь хлорной известью. Кроме того, при сбросе в водоемы обработанных стоков следует учитывать сезонный дебит водоема и его способность к самоочищению. В отдельных случаях практикуется аккумулирование наиболее загрязненных сточных вод в накопителях и опорожнение их во время паводка для максимального разбавления. Особый подход требуется к охране водоемов от промышленных сточных вод. Строительную площадку для промышленного объекта нужно выбирать так, чтобы грунт мог защитить подземные воды от загрязнения. На территории предприятия должны быть возведены очистные сооружения, без ввода которых в эксплуатацию объект не может быть принят органами Госсанэпиднадзора. Решающим условием экологической безопасности промышленного предприятия является его технологическое совершенство. Решающая роль в предотвращении загрязнения окружающей среды принадлежит химической очистке водных ресурсов. Можно выделить наиболее часто встречающиеся принципы химической очистки промышленных стоков: нейтрализацию, сорбцию, экстракцию, восстановление, окисление, диазотирование, ионообменные процессы и др. В последние годы разработаны и внедряются методы электрохимического окисления и восстановления, а также эффективные методы электрокоагуляции и электрофлотации для разрушения эмульсий, содержащих жиры. В некоторых случаях для обезвреживания особо токсичных веществ (цианиды, акрилонитрил и некоторые другие) в качестве сильного окислителя используется озон, обладающий также способностью обесцвечивать сточные воды. Тем не менее до настоящего времени наиболее распространены биологическая очистка и хлорирование, которые можно осуществлять после сброса предварительно обработанных промышленных сточных вод в городскую канализацию в общей массе хозяйственно-бытовых стоков. В заключение следует отметить, что некоторые ученые рекомендуют использовать высокоочищенные сточные воды в сельском хозяйстве для полива растений, а очищенные хозяйственно-бытовые стоки в промышленности - в качестве технической воды. После научной проработки этот метод использования сточных вод может стать весьма перспективным.

25 вопр(доп-е). Первая причина нехватки воды заключается в том, что источники воды, пригодной для питья, распределены крайне неравномерно как в целом на Земле, так и в отдельных странах. Вторая важнейшая причина нехватки пресной воды носит антропогенный характер. Это не абсолютное уменьшение количества воды, а снижение ее качества в результате загрязнения микроорганизмами и химическими веществами при поступлении в водоемы хозяйственно-фекальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.

Для уменьшения «водного голода» можно выделить 2 основных тесно взаимосвязанных направления мероприятий.

К первому направлению следует отнести сохранение качества природных вод, в первую очередь эффективную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоемы. Однако не менее важной проблемой является борьба с загрязнением окружающей среды промышленными сточными водами. В этой области решение видится в разработке и совершенствовании способов очистки сточных вод промышленных объектов, применении «оборотного водоснабжения», т.е. многократного повторного использования очищаемой воды в технологических целях. В последующем возможно применение «сухих технологий», не требующих воды и, следовательно, не приводящих к загрязнению водоемов.

Второе направление борьбы с «водным голодом» предусматривает рациональное использование и увеличение естественных запасов воды. Это строгая экономия питьевой воды как для бытовых, так и для производственных нужд и постоянная борьба с потерями этого ценнейшего и дорогостоящего продукта, в том числе и экономическими методами. Повысить водообеспечение населения можно путем создания искусственных водохранилищ, аккумулирующих запасы пресной воды. Строительство водохранилищ одновременно решает и другие важные народно-хозяйственные вопросы - энергетические, транспортные, промышленные, сельскохозяйственные, гигиенические, эстетические.

В последние годы разрабатываются также методы накапливания запасов пресных вод в подземных водоносных горизонтах от поверхностных стоков, в том числе паводковых вод. Толща земли, через которую проходят поверхностные воды, играет роль фильтра, что позволяет в значительной степени повысить качество поверхностных вод при их превращении в подземные. Одновременно в некоторых регионах засоленные грунтовые воды будут разбавляться маломинерализованными, профильтрованными через почву поверхностными стоками.

Одной из гипотетических возможностей получения больших количеств пресной воды является растопление вечных льдов Арктики, а также айсбергов. Однако это создает ряд сложнейших энергетических, экономических, технических и экологических вопросов, в частности вероятно значительное повышение уровня Мирового океана.

Наконец, практически неисчерпаемым резервом остаются соленые воды морей и океанов, которые можно подвергать опреснению.