1
Оценивая значение воды в жизнедеятельности человека, необходимо выделить следующие аспекты:
- физиологическое значение воды для организма человека;
- гигиеническое значение;
- эпидемиологическое значение.
Вода – один из важнейших факторов окружающей среды. На земном шаре, из всех запасов воды – менее 2% составляет пресная вода. Т.о. запасы питьевой воды существенно ограничены.
По данным статистики, сегодня в мире 2,6 млрд. человек не имеют возможности пользоваться элементарными водопроводом и канализацией, а 20% населения (более 1 млрд) не имеют доступа к питьевой воде, которая отвечает нормативам.
По данным ВОЗ, около 80 % всех заболеваний и более 1/3 смертельных случаев, связаны с употреблением недоброкачественной воды.
Ежегодно в мире погибают из-за употребления некачественной воды более 2 млн человек, что в 6 раз больше, чем гибнет в военных конфликтах. Вместе с тем, жизни больше половины этих людей можно было бы спасти, при наличии безопасной воды, доступа к водопроводу и канализации, обеспечения мер гигиены и санитарии.
Физиологическое значение воды:
- структурная функция – «организм человека есть одушевленная вода»; даже самый содержательный человек на 2/3 состоит из воды (65 - 90%). Сравнительно небольшой дефицит воды в организме приводит к серьезным нарушениям состояния здоровья. При потере воды до 10 % отмечается резкое беспокойство, слабость, тремор конечностей. В эксперименте на животных показано, что потеря 20-22 % воды приводит к их гибели. Суточная потребность в воде при оптимальных микроклиматических условиях составляет 1,5-2,5 литра в сутки.
- гомеостатическая функция – вода участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма, например, в обеспечении осмотического равновесия между клеткой и межклеточным пространством;
- вода – универсальный растворитель, но при этом она не среда, а участник всех процессов;
- обменная функция – участвует во всех видах обмена – белков, жиров, углеводов, витаминов; вода является главной частью всех секретов и экскретов организма, все обменные реакции происходят только в водной среде;
- метаболическая функция – участие в процессах ассимиляции и диссимиляции;
- терморегуляторная функция - вода, испаряясь с поверхности кожи и дыхательных путей, участвует в процессе терморегуляции (теплоотдаче);
- дезинтоксикационная (выделительная) функция – растворяет и выводит из организма вредные и токсические вещества.
Гигиеническое значение воды.
Гигиеническое значение воды заключается в том, что она необходима для поддержания чистоты тела, стирки, приготовления пищи и мытья посуды, уборки жилых помещений и т.д. Нормы водопотребления хозяйственно-питьевого водоснабжения для неканализованных районов при пользовани при пользовании водой из водоразборных колонок составляют 30-50 литров в сутки, при наличии водопровода и канализации, без ванн – 125-160 л/с, при наличии ванны с местным подогревателем 160-230 л/с, при наличии централизованного горячего водоснабжения 250-350 л/с. Однако, нужно помнить, чем выше уровень водопотребления, тем выше уровень благоустройства и санитарного благополучия (в развитых странах 500-800л и более).
Эпидемиологическое значение воды:
Вода рассматривалась как важный фактор передачи многих инфекционных заболеваний; вода хорошая среда обитания возбудителей; существует высокая вероятность и возможность загрязнения. ВОЗ в своих документах определило приоритетность инфекционных заболеваний, возбудители которых передаются водным путем. В нашей стране, по данным МЗ, в течение последнего 10-летия официально зарегистрировано 61 «водная» вспышка острых кишечных инфекций, пострадало – более 8 тыс. человек, из них – 50% дети. Основное число вспышек связано с загрязнением водопроводной воды в результате аварийных ситуаций в сетях водоснабжения и канализации.
Возбудители инфекционных заболеваний, которые попадают в воду, могут длительное время сохранять свою жизнеспособность. На жизнеспособность патогенных организмов в воде оказывает влияние температура, ультрафиолетовое излучение солнечного света и другие факторы. Кроме патогенных микроорганизмов в воде могут содержаться яйца гельминтов и цисты простейших. При недостаточном количестве воды для соблюдения правил гигиены активизируются и другие инфекционные заболевания (не только с водным механизмом передачи), увеличивается количество кожных болезней.
Заболевания, в передаче которых водный фактор играет ведущую роль.
1. Кишечные инфекции бактериальной природы: холера, брюшной тиф, паратифы, дизентерия, сальмонеллез. Вода может быть также фактором передачи энтеропатогенных штаммов кишечной палочки.
2. Кишечные инфекции вирусной природы: полиомиелит, инфекционный гепатит (А и Е), энтеровирусные заболевания, ротавирусный энтерит.
3. Заболевания вирусной природы: аденовирусные инфекции (бассейновый конъюнктивит и аденовирусные респираторные заболевания), имеются данные о заражениях другими ОРВИ при занятиях в плавательном бассейне, энтеровирусный менингит.
4. Зоонозные заболевания: лептоспироз, туляремия, лихорадка Ку, бруцеллез, туберкулез, сибирская язва.
5. Заболевания, вызываемые простейшими: амебная дизентерия (амебиаз – возбудитель Entamoeba histolytica), балантидиаз (дизентерия, возбудителем которой является инфузория Balantidium coli), лямблиоз.
6. Глистные инвазии, например, шистозомоз (возникает при контакте с водой при купании или стирке белья, и возбудитель в личиночной стадии проникает через кожу); дракункулез, фасциолез – заражение при попадании воды в организм при питье или заглатывании; аскаридоз и трихоцефалез – аналогично, но этот путь передачи не основной, чаще заражение происходит при алиментарном пути передачи.
7. Некоторые заболевания возникают вследствие ингаляции аэрозолей, в которых в которых болезнетворные организмы размножились при благоприятных температурных условиях и наличии питательных веществ, например, легионеллез и болезнь Легионеров, амебные инфекции (первичный амебный менингоэнцефалит, амебный менингит, легочные инфекции).
8. Вода является средой обитания личинок малярийного комара, а также промежуточных хозяев гельминтов печеночный сосальщик, кошачий сосальщик и др.
2
Химический состав воды – зависит от степени минерализации воды (индикатор содержания солей в земной коре), химических загрязнителей и остаточных веществ после обработки воды.
По минеральному составу вода бывает гидрокарбонатно-кальциевая (избыток кальция и магния) и хлоридно-сульфатно-натриевая (чаще вода в районах солончаков, морская вода).
Например, в нашем регионе вода – хлоридно-сульфатно-натриевые воды. По своему классу – не относится к минеральной. Это вода с повышенным содержанием солей, и может оказывать неблагоприятное действие.
Вода, в зависимости от содержания химических веществ, может оказывать влияние на здоровье человека.
Фтор. Суточная потребность организма человека во фторе составляет 3-4 мг. При содержании фтора в питьевой воде более 1,5 мг/л возникает флюороз, менее 0,7 мг/л – кариес. Важнейшим мероприятием борьбы против этих заболеваний является коррекция содержания фтора в воде (фторирование или дефторирование) до нормального уровня (диапазон 0,7-1,5 мг/л).
Нитраты. Повышенное содержание нитратов в воде (более 45 мг/л) может вызвать токсический цианоз (метгемоглобинемию), особенно у детей, находящихся на искусственном вскармливании. Вредное воздействие нитратов проявляется тогда, когда происходит восстановление нитратов в нитриты, а их всасывание приводит к образованию метгемоглобина в крови детей и взрослых. Гемоглобин не может переносить кислород и возникает тканевая гипоксия. Поражению младенцев способствует дисбактериоз, недостаточная активность метгемоглобиновой редуктазы, наблюдаемой в этом возрасте.
Недостаток йода в воде свидетельствует о недостаточном его содержании в почве, растениях, продуктах питания полученных в этой биогеохимической провинции местности. Суточная потребность в йоде - 100-120 мкг. При недостаточном поступлении развивается эндемический зоб (тиреотоксикоз).
Избыточное содержание молибдена в воде может привести к развитию молибденовой подагры, чрезмерное поступление в организм стронция с водой (особенно с подземными водами) может приводить к развитию «стронциевого рахита».
Химический состав воды отражается на ее органолептических свойствах. Органолептические свойства питьевой воды представлены двумя группами показателей: показатели, исключающие неблагоприятные субъективные и рефлекторные реакции человека (запах, привкус, мутность, цветность), и группа показателей содержания химических компонентов, которые влияют на изменение перечисленных органолептических показателей. Например: сульфаты (повышение их содержание приводит к появлению горького вкуса), хлориды (повышение их количества приводит к появлению соленого привкуса), железо (превышение величины 0,3 мг/дм3 приводит к появлению мутности, опалесценции, концентрация более 1 мг/дм3 приводит к появлению вяжущего металлического привкуса).
Вода не должна содержать другие компоненты, способные изменять её органолептические свойства (цинк, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенолы) в концентрациях, которые определяются стандартными методами исследования.
3
Гигиенические требования, которые определяют пригодность воды для питьевых целей, включают:
- благоприятные органолептические свойства;
- безвредность химического состава;
- безопасность в эпидемическом отношении;
- радиационную безопасность.
В качестве основных показателей, обеспечивающих безопасность воды в эпидемиологическом отношении, приняты так называемые, косвенные бактериологические показатели, например общее числу сапрофитных (неболезнетворных) бактерий и кишечных палочек в воде (ОМЧ). ОМЧ - число бактерий, образующих колонии в 1 мл исследуемой воды.
Наблюдения показали, что чем меньше сапрофитных бактерий содержится в воде, тем меньше вероятность наличия в ней и возбудителей кишечных инфекций.
Кишечная палочка может попасть в воду с выделениями человека, поэтому ее наличие в воде может сигнализировать о возможном присутствии возбудителей кишечных инфекций. Таким образом, значение содержания кишечной палочки в воде, как показателя эпидемиологической опасности последней, прежде всего, основано на механизме ее попадания в воду с выделениями человека. Кроме того, кишечная палочка более устойчива, чем возбудители кишечных инфекций, поэтому если имелись условия, при которых кишечная палочка погибла, то можно предполагать, что при этом погибли и возбудители этих заболеваний.
4
Существуют централизованная и нецентрализованная (местная) системы водоснабжения.
Централизованная – это замкнутая система водораспределительной сети с соответствующей очисткой, обработкой и обеззараживанием воды.
Нецентрализованная (местная) система водоснабжения – это колодцы, каптажи родники, которые устраиваются для обеспечения питьевой водой жителей небольших населенных пунктов, не имеющих централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.
При устройстве колодцев и каптажей необходимо соблюдать следующие требования:
- стенки колодцев должны быть плотными, без целей, хорошо изолирующими колодец от проникновения поверхностных стоков (дождевых, талых вод);
- для облицовки рекомендуются бетонные или железобетонные кольца, при их отсутствии – керамика, камень, дерево;
- сруб колодца должен быть сделан не менее, чем на 0,8 м выше поверхности земли;
- вокруг колодца должен быть сделан «замок» из глины или суглинка глубиной 2м и шири ной 1м и отмостка, выполненная камнем, бетонированием или асфальтированием, шириной 2м и уклоном от колодца, вокруг которого должно быть ограждение;
- во избежание засорений верх колодца закрывается крышкой или перекрытием с люком, и устраивается навес;
- для подъема воды из колодца следует применять насосы; при невозможности их оборудования допускается устройство ворота или «журавля» с общественным ведром.
Территория вокруг колодца (каптажа) должна содержаться в чистоте. Не допускается в радиусе ближе 20м наличие источников загрязнения. Не реже 1 раза в год должна проводиться чистка колодца с одновременным текущим ремонтом. После каждого ремонта и чистки колодца проводится дезинфекция сооружений хлорсодержащими реагентами.
Можно выделить группу методов, которые используются практически постоянно при заборе воды (основные) и группу методов, которые используются только при определенных показаниях (специальные).
К основным методам относятся коагуляция, отстаивание, фильтрация и обеззараживание.
При коагуляции происходит увеличение размеров взвешенных частиц, которые находятся в коллоидном состоянии с помощью коагулянтов. Как коагулянты используются химические вещества, которые имеют электрический заряд, противоположный заряду коллоидных частиц, которые находятся в воде и способны коагулироваться. Этим требованиям отвечают соли алюминия /Al2(SO4)3/ и железа /FeSO4, FeCl3/.
Отстаивание воды производят после коагуляции, для того чтобы осели крупные взвешенные частицы. Отстойники это резервуары, где вода из узкого русла трубы выливается в широкий резервуар и замедляет свое течение. В результате этого взвешенные частицы под действием силы тяжести осаждаются на дно отстойников. Скорость оседания взвешенных частиц зависит от температуры воды и прежде всего от размеров и формы.
Фильтрация воды необходима для освобождения ее от взвешенных частичек, которые не были удалены на первых этапах обработки воды (при коагуляции и отстаивании). За время нахождения воды в отстойниках (2-6 часов) успевают осесть только достаточно крупные взвешенные вещества. Во время фильтрации вода освобождается от взвешенных частиц и частично освобождается от микроорганизмов. Фильтруют воду путем пропускания ее через пористый материал, который задерживает взвешенные частицы. В качестве фильтрующего материала чаще всего используется крупнозернистый (речной) песок, отмытый от примесей.
Вышеперечисленные методы обработки воды полностью не освобождают воду от микроорганизмов. Чтобы вода отвечала требования по микробиологическим показателям, необходимо производить обеззараживание. Существуют реагентные и безреагентные методы обеззараживания. К первым относятся хлорирование, озонирование, серебрение; к вторым - действие УФО, кипячение, действие g-лучей, ультразвука.
Наиболее распространенным методом обеззараживания воды является хлорирование. Для хлорирования используются как газообразный хлор, так и его соединения (хлорная известь, гипохлориты, хлорамин, оксид хлора).
Хлор – газ, который имеет резкий специфический запах, раздражающий слизистую оболочку. Это соединение относится к отравляющим веществам, поэтому газообразный хлор используется только на больших фильтровальных станциях, где он сохраняется в стальных баллонах. На небольших водопроводах и при местном водоснабжении часто используется хлорная известь.
Обеззараживающий эффект хлора заключается в непосредственном действии на цитоплазму (сильный окислитель вызывает денатурацию), действие на обменные процессы (инактивация дегидрогеназ).
При хлорировании воды необходимо обеспечить дозу хлора, которая должна обеспечить обеззараживание воды. Доза хлора складывается из хлорпоглощаемости и остаточного хлора. Хлорпоглощаемость – это количество мг хлора, которые тратятся на окисление органических и легкоокисляемых неорганических веществ, содержащихся в воде. Чтобы под действием хлора погибли микроорганизмы, необходимо вносить такое его количество, которое покроет хлорпоглощаемость и образует определенное остаточное количество. По остаточному хлору судят об эффективности хлорирования.
Различают следующие виды хлорирования воды: обычное, двойное, суперхлорирование и хлорирование с преаммонизацией. При обычном хлорировании хлор вносится однократно после осветления и обесцвечивания воды (перед резервуаром чистой воды) в дозе обеспечивающей остаточный хлор на уровне 0,3-0,5 мг/дм3.
В том случае если с помощью основных методов отработки воды не удается достигнуть необходимого качества питьевой воды, применяются особые методы обработки, получившие название специальных. К ним относятся дезодорация, обезжелезивание, опреснение, умягчение, фторирование, дефторирование, дезактивация, дегазация.
4
Существуют централизованная и нецентрализованная (местная) системы водоснабжения.
Централизованная – это замкнутая система водораспределительной сети с соответствующей очисткой, обработкой и обеззараживанием воды.
Нецентрализованная (местная) система водоснабжения – это колодцы, каптажи родники, которые устраиваются для обеспечения питьевой водой жителей небольших населенных пунктов, не имеющих централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.
При устройстве колодцев и каптажей необходимо соблюдать следующие требования:
- стенки колодцев должны быть плотными, без целей, хорошо изолирующими колодец от проникновения поверхностных стоков (дождевых, талых вод);
- для облицовки рекомендуются бетонные или железобетонные кольца, при их отсутствии – керамика, камень, дерево;
- сруб колодца должен быть сделан не менее, чем на 0,8 м выше поверхности земли;
- вокруг колодца должен быть сделан «замок» из глины или суглинка глубиной 2м и шири ной 1м и отмостка, выполненная камнем, бетонированием или асфальтированием, шириной 2м и уклоном от колодца, вокруг которого должно быть ограждение;
- во избежание засорений верх колодца закрывается крышкой или перекрытием с люком, и устраивается навес;
- для подъема воды из колодца следует применять насосы; при невозможности их оборудования допускается устройство ворота или «журавля» с общественным ведром.
Территория вокруг колодца (каптажа) должна содержаться в чистоте. Не допускается в радиусе ближе 20м наличие источников загрязнения. Не реже 1 раза в год должна проводиться чистка колодца с одновременным текущим ремонтом. После каждого ремонта и чистки колодца проводится дезинфекция сооружений хлорсодержащими реагентами.
Можно выделить группу методов, которые используются практически постоянно при заборе воды (основные) и группу методов, которые используются только при определенных показаниях (специальные).
К основным методам относятся коагуляция, отстаивание, фильтрация и обеззараживание.
При коагуляции происходит увеличение размеров взвешенных частиц, которые находятся в коллоидном состоянии с помощью коагулянтов. Как коагулянты используются химические вещества, которые имеют электрический заряд, противоположный заряду коллоидных частиц, которые находятся в воде и способны коагулироваться. Этим требованиям отвечают соли алюминия /Al2(SO4)3/ и железа /FeSO4, FeCl3/.
Отстаивание воды производят после коагуляции, для того чтобы осели крупные взвешенные частицы. Отстойники это резервуары, где вода из узкого русла трубы выливается в широкий резервуар и замедляет свое течение. В результате этого взвешенные частицы под действием силы тяжести осаждаются на дно отстойников. Скорость оседания взвешенных частиц зависит от температуры воды и прежде всего от размеров и формы.
Фильтрация воды необходима для освобождения ее от взвешенных частичек, которые не были удалены на первых этапах обработки воды (при коагуляции и отстаивании). За время нахождения воды в отстойниках (2-6 часов) успевают осесть только достаточно крупные взвешенные вещества. Во время фильтрации вода освобождается от взвешенных частиц и частично освобождается от микроорганизмов. Фильтруют воду путем пропускания ее через пористый материал, который задерживает взвешенные частицы. В качестве фильтрующего материала чаще всего используется крупнозернистый (речной) песок, отмытый от примесей.
Вышеперечисленные методы обработки воды полностью не освобождают воду от микроорганизмов. Чтобы вода отвечала требования по микробиологическим показателям, необходимо производить обеззараживание. Существуют реагентные и безреагентные методы обеззараживания. К первым относятся хлорирование, озонирование, серебрение; к вторым - действие УФО, кипячение, действие g-лучей, ультразвука.
Наиболее распространенным методом обеззараживания воды является хлорирование. Для хлорирования используются как газообразный хлор, так и его соединения (хлорная известь, гипохлориты, хлорамин, оксид хлора).
Хлор – газ, который имеет резкий специфический запах, раздражающий слизистую оболочку. Это соединение относится к отравляющим веществам, поэтому газообразный хлор используется только на больших фильтровальных станциях, где он сохраняется в стальных баллонах. На небольших водопроводах и при местном водоснабжении часто используется хлорная известь.
Обеззараживающий эффект хлора заключается в непосредственном действии на цитоплазму (сильный окислитель вызывает денатурацию), действие на обменные процессы (инактивация дегидрогеназ).
При хлорировании воды необходимо обеспечить дозу хлора, которая должна обеспечить обеззараживание воды. Доза хлора складывается из хлорпоглощаемости и остаточного хлора. Хлорпоглощаемость – это количество мг хлора, которые тратятся на окисление органических и легкоокисляемых неорганических веществ, содержащихся в воде. Чтобы под действием хлора погибли микроорганизмы, необходимо вносить такое его количество, которое покроет хлорпоглощаемость и образует определенное остаточное количество. По остаточному хлору судят об эффективности хлорирования.
Различают следующие виды хлорирования воды: обычное, двойное, суперхлорирование и хлорирование с преаммонизацией. При обычном хлорировании хлор вносится однократно после осветления и обесцвечивания воды (перед резервуаром чистой воды) в дозе обеспечивающей остаточный хлор на уровне 0,3-0,5 мг/дм3.
В том случае если с помощью основных методов отработки воды не удается достигнуть необходимого качества питьевой воды, применяются особые методы обработки, получившие название специальных. К ним относятся дезодорация, обезжелезивание, опреснение, умягчение, фторирование, дефторирование, дезактивация, дегазация.