Глава 5. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Вода является одним из важнейших элементов внешней среды, необходимым для жизни человека, животных и расте­ний. Вода участвует в образовании струк­турных элементов тела человека, необхо­дима для нормального течения физиоло­гических процессов. Общее содержание воды в человеческом организме составля­ет около 65% его массы.

Всего в условиях комнатной температу­ры при работе средней тяжести организм взрослого человека расходует около 2,5— 3 л воды в сутки. При тяжелой физиче­ской работе, в условиях жаркого клима­та или в горячих цехах потеря воды орга­низмом за счет усиленного потоотделения может возрасти до 8—10 л в сутки.

Человеческий организм плохо переносит

обезвоживание. Потеря 1—1,5 л воды уже вызывает необходимость восстановления водного баланса, сигналом чего является ощущение жажды, зависящее от возбуж­дения «питьевого» центра, т. е. тех отде­лов центральной нервной системы, кото­рые участвуют в регуляции пополнения водных ресурсов организма.

Если потери воды не восполняются, то в результате нарушений физиологических процессов ухудшается самочувствие, на­дает работоспособность, а при высокой температуре воздуха нарушается терморе­гуляция и может наступить перегрев орга­низма.

Потеря воды в количестве 10% массы тела приводит к заметному нарушению обмена веществ, потеря в количестве 15— 20% при температуре воздуха выше 30° С является уже смертельной, а потеря в

57

количестве 25% смертельна и при более низких температурах воздуха (Э. Адольф). Суточные потребности человеческого ор­ганизма в воде покрываются:

1. введением жидкостей: питьевой воды, чая и других напитков, жидких блюд (1—1,5 л) ;

2. водой, содержащейся в пищевых про­дуктах (1—1,2 л);

3. водой, образующейся в тканях при окислении пищевых веществ (0,3—0,4 л).

Кроме удовлетворения физиологических потребностей, значительное количество воды расходуется на гигиенические, хо­зяйственно-бытовые и производственные нужды. Вода необходима для поддержа­ния чистоты тела и стирки белья, приго­товления пищи и мытья посуды, уборки жилых и общественных зданий, поливки улиц, площадей, зеленых насаждений и других целей.

Вода является важным фактором для закаливания организма и физической тре­нировки. Водный спорт в открытых водо­емах и плавательных бассейнах представ­ляет собой массовый вид физкультуры и ценное оздоровительное мероприятие.

Все сказанное делает понятным, почему улучшение культурных и гигиенических условий жизни тесно связано с ростом потребления воды на душу населения, которое в современных благоустроенных городах составляет 150—500 л и более в сутки. Вода может выполнить свою гигие­ническую роль лишь в том случае, если она обладает необходимым качеством, которое характеризуется ее органолепти-ческими свойствами, химическим соста­вом и характером микрофлоры.

Органолептические свойства воды ха­рактеризуются комплексом таких показа­телей, как прозрачность, цвет, вкус, запах и температура. Вода с плохими органо-лептическими свойствами неприятна для питья, хуже утоляет жажду, вызывает у человека представление о ее непригодно­сти.

Химический состав воды. Природные воды значительно разнятся между собой по химическому составу и степени мине­рализации. Общее содержание растворен­ных солей в большинстве природных вод находится в пределах от нескольких де­сятков до 1000 мг/л (пресные воды), однако в СССР имеется немало районов в Донбассе, Казахстане, на Северном Кав-

казе, в Западной Сибири, Приволжье и других местах, где доступные для исполь­зования воды отличаются высоким содер­жанием растворенных солей, достигаю­щим 3000—5000 мг/л.

Солевой состав природных вод пред­ставлен преимущественно катионами Са, Мg, Nа, К, Fе и анионами НСОз, С1, SO₄, NОз,F.

Человек получает с пищей в сутки до 20 г минеральных веществ, среди которых перечисленные соединения находятся в значительно большем количестве, чем их поступает с питьевой водой. При пользо­вании пресными водами организм челове­ка получает с ними всего до 2—5% мине­ральных солей от того количества, кото­рое содержится в пищевом рационе, по­этому физиологическое значение солевого состава воды обычно невелико.

При использовании высокоминерализо­ванных вод с ними в организм уже посту­пает до 10—30% (а по отдельным компо­нентам солевого состава еще больше) ми­неральных солей от количества их в пи­щевом рационе.

Вода, содержащая минеральных солей более 1000 мг/л, может иметь неприятный вкус (соленый, горько-соленый, вяжущий), ухудшать секрецию и повышать моторную функцию желудка и кишок, отрицательно сказываться на усвоении пищевых ве­ществ и вызывать диспепсические явле­ния.

Из ранее перечисленных соединений, входящих в состав природных вод, выра­женными токсическими свойствами обла­дают нитраты (анион NОз). Начиная с 1945 г. в ряде зарубежных стран описаны специфические заболевания (диспепсиче­ские явления, резкая одышка, тахикар­дия, цианоз) у детей раннего грудного возраста, находившихся на искусственном вскармливании питательными смесями, для приготовления и разбавления кото­рых применялась вода, богатая нитрата­ми (выше 40 мг/л). К 1960 г. в США и других странах было описано уже свыше 700 случаев заболевания грудных детей водно-нитратной метгемоглобинемией (10% из которых закончились смертью). При этом заболевании в крови заболевших обнаруживается значительный процент метгемоглобина. Нитраты, как известно, не принадлежат к числу метгемоглобино-образователей, но у грудных детей при

58

поступлении в пищевой канал с водой они в результате деятельности кишечной ми-крофлоры восстанавливаются в нитриты, которые, всасываясь, блокируют гемогло-бин крови вследствие образования метге-моглобина. Опасность для жизни насту-пает в том случае, если содержание мет-гемоглобина в крови превышает 50%. Чем меньше возраст грудных детей, тем тяжелее протекает заболевание. Это объ-ясняют тем, что у них полностью или ча-стично отсутствует метгемоглобиновая ре-дуктаза в эритроцитах. Восстановлению нитратов в пищевом канале способствует пониженная кислотность желудочного со-ка, часто наблюдающаяся у грудных де-тей, особенно страдающих диспепсией. Поэтому водно-нитратная метгемогдоби-немия часто развивается на фоне дис-пепсии и намного затрудняет диагнос-тику.

У детей старшего возраста и взрослых восстановление нитратов и образование метгемоглобина происходят лишь в не-больших количествах. Это не влияет су-щественно на состояние здоровых людей, однако у лиц, страдающих выраженной анемией или заболеваниями сердца, мо-жет усилить явления гипоксии.

В настоящее время значительно повы-сился интерес к изучению содержащихся в воде микроэлементов: фтора, йода, стронция, селена, кобальта, марганца, молибдена и др. Это объясняется тем, что количество микроэлементов в суточном рационе воды иногда значительно превы-шает поступление их с пищевыми про-дуктами.

Каждый микроэлемент проявляет в организме полезное действие только в определенном количестве: как превыше-ние этого количества, так и его недоста-точность отрицательно влияют на орга-низм.

Так, увеличение содержания некоторых микроэлементов в воде сверх определен-ных пределов может привести к геохими-чесщм. эндемиям. К числу наиболее расг пространенных на земном шаре геохими-ческих эндемий водного происхождения принадлежит флюороз, вызываемый вы-соким (свыше 1—1,5. мг/л) содержанием в воде фтора. Наряду с этим в населен-ных пунхтах с малым содержанием фто-ра в питьевой воде (ниже 0,5 мг/л) на-блюдается повышенная в 2—4 раза забо-

леваемость кариесом зубов (Р. Д. Габо-вич).

В районах, эндемичных по зобу, обус-ловленному недостаточным поступлением в организм йода с пищей, использование водоисточников с' большим содержанием йода в воде — 30—100 мкг/л — может способствовать ослаблению или прекра-щению эндемии.

Наблюдались случаи заболеваний энде-мического характера среди населения или животных в местностях залегания руд-ных ископаемых, которые были вызваны высоким содержанием свинца, мышьяка, ртути или других микроэлементов в под-земных водах этих районов.

Спуск неочищенных промышленных сточных вод также может привести к по-явлению токсических концентрации мышь-яка, ртути, кадмия, свинца, хрома и дру-гих вредных примесей в воде открытых водоемов.

В связи с широким применением пести-цидов для борьбы с вредителями сельско-хозяйственных культур и лесонасажде-ний возможно поступление стойких во внешней среде ядохимикатов (гексахло-ран и др.) в воду открытых водоемов или грунтовые воды.

В последние годы все большее внима-ние уделяется изучению радиоактивности природных вод и ее гигиенического зна-чения.

Эпидемиологическое значение воды. Во-да всегда рассматривалась как важный фактор передачи многих инфекционных заболеваний.

Кишечные инфекции, передающиеся водным путем (холера, брюшной тиф, па-ратифы, бактериальная и амебная дизен-терия, острые энтериты инфекционного характера), еще в XIX веке являлись для людей настоящим бедствием, обруши-ваясь жестокими эпидемиями и унося ты-сячи человеческих жизней.

Возбудители перечисленных заболева-ний заражают воду, попадая в нее с вы-делениями людей и с бытовыми сточными водами населенных пунктов. В силу на-личия скрытых бацилловыделителей пато-генные микроорганизмы присутствуют в бытовых сточных водах даже в межэпи-демический период. Особенно опасны в этом отношении сточные воды больниц. Причиной заражения воды могут быть также судоходство, сброс нечистот в

59

водоемы, загрязнение нечистотами берегов, массовые купания, стирка белья в неболь-шом, водоеме, просачивание в подземные воды нечистот из выгребов уборных, за-нос патогенных микроорганизмов загряз-ненными ведрами в колодцы и т. д. Пу-тем экспериментальных исследований установлено, что при благоприятных усло-виях возбудители кишечных инфекций мо-гут выживать в воде открытых водоемов и колодцев до нескольких месяцев, хотя в большинстве случаев массовая гибель их происходит в течение двух недель.

Типичным примером внезапно возникающей и быстро распространившейся водной эпидемии является эпидемия брюшного тифа, наблюдав-шаяся в 1926 г. в Ростове-на-Дону, развившая-ся в результате аварийного прорыва канализа-ционных вод в водопроводную систему. В пер-вые дни после прорыва вследствие короткого инкубационного периода появились заболевания острым инфекционным энтеритом, а затем нача-лись заболевания брюшным тифом, давшие свыше 2000 случаев в течение месяца. После ли-квидации повреждения канализационных труб и проведения дезинфекции сети число заболеваний брюшным тифом резко упало, хотя отдельные заболевания уже не водного происхождения на-блюдались еще некоторое время.

Водные эпидемии кишечных инфекций могут возникать в сельских населенных местах при использовании для питья во-ды из открытых водоемов или неблаго-устроенных колодцев.

Описаны водные эпидемии вирусных инфекций: инфекционного гепатита, по-лиомиелита и аденовирусных заболева-ний. Из них наибольшее распространение имеют водные эпидемии инфекционного гепатита, описанные в США, Франции, Италии, Швеции, СССР и других странах. Висванатган описал крупную вспышку эпидемического гепатита в Дели (Индия). Эпидемия, начавшаяся в первых числах декабря 1955 г., закончилась в конце ян-варя 1956 г. За это время заболело 29 300 человек желтушными и около 70 000 безжелтушными формами этой бо-лезни. Вспышка возникла в результате попадания в водопроводную сеть сточных вод.

Среди зоонозов, для которых возможен водный путь передачи, следует назвать

лептоспирозы,.туляремию, бруцеллез и

лихорадку Ку. Водный путь является весьма частым в передаче безжелтушного и желтушного лептоспирозов. Лептоспи-ры попадают в водоем с мочой, грызунов,

свиней и крупного рогатого скота. Заболе-вания чаще возникают при использовании для питья воды из открытых водоемов (пруды, арыки, оросительные каналы), а также при контакте с ней во время купа-ния, или стирки белья, так как лептоспи-ры проникают в организм через слизи-стые оболочки и микроповреждения в коже.

Из других зоонозов в сельских местно-стях наблюдались водные вспышки туля-ремии при использовании воды колодцев, ручьев или прудов во время эпизоотии туляремии. Возбудители туляремии попа-дают в воду с выделениями больных гры-зунов или при контакте воды с трупами погибших от туляремии крыс.

Вода может быть фактором передачи эпидемического вирусного конъюнктивита (бассейны для плавания, пруды).

Кроме патогенных микробов, с загряз-ненной водой в организм человека могут проникать цисты лямблий, яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы цер-карии печеночной двуустки, а также микрофилярии ришты и церкарии шисто-зом, вызывающие широко распространен-ные в тропической Африке, Индии и дру-гих жарких странах заболевания дракуя-кулезом и шистозоматозом. Водный путь передачи перечисленных глистных инва-зий возможен при использовании для питья и обмывания овощей воды из от-крытых малых загрязненных водоемов и при купании в них.

Из всего изложенного вытекает, что снабжение достаточным количеством до-брокачественной воды является важней-шим оздоровительным мероприятием и одним из основных элементов благоуст-ройства населенных мест. Поэтому в Со-ветском Союзе большое внимание уделя-ется водоснабжению городов, рабочих по-селков и сел.

Советское правительство издало ряд важнейших постановлений о санитарной охране водоемов от загрязнений, а также узаконило обязательное участие органов здравоохранения в проведении предупре-дительного санитарного надзора, вклю-чающего выбор водоисточников, рассмот-рение проектов водопроводов, разработку мероприятий по санитарной охране их, выбор методов улучшения качества воды и пр. На органы здравоохранения возло-жен и текущий санитарный надзор за

60

эксплуатацией источников водоснабжения и водопроводов.

Для квалифицированного проведения предупредительного и текущего санитар­ного надзора требовалась научная разра­ботка многих проблем по гигиене воды и водоснабжению населенных мест.

Успехи гигиенической науки и санитар­ной практики в области водоснабжения показали, что в современных условиях вполне могут быть предупреждены ин­фекционные и неинфекционные заболева­ния водного происхождения.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

К КАЧЕСТВУ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

И ЕЕ САНИТАРНАЯ ОЦЕНКА

Вода, используемая населением для питья и хозяйственно-бытовых целей, должна отвечать следующим гигиениче­ски требованиям:

1. Обладать хорошими органолептиче-скими свойствами: иметь освежающую температуру, быть прозрачной, бесцвет­ной, не иметь какого-либо привкуса или запаха.

2. Быть пригодной по своему химиче­скому составу. Желательно, чтобы хими­ческий состав был наиболее благоприят­ным с физиологической точки зрения. Вредные вещества не должны присут­ствовать в концентрациях, опасных для здоровья или ограничивающих использо­вание воды в быту.

3. Не содержать патогенных микробов и других возбудителей заболеваний.

Качество воды во многом зависит от вида водоисточника и его санитарного состояния. Поэтому соответствие качества воды водоисточника гигиеническим требо­ваниям устанавливают на основании: 1) санитарно-топографического обследо­вания водоисточника и 2) данных лабора­торного анализа воды.

Савитарно-топографическое обследова­ние является незаменимым приемом ги­гиенической ' оценки водоисточника. При нем обследуют территорию, окружающую водоисточник, с целью выявления объек­тов, загрязняющих почву, осматривают водоисточник, его водозаборные устрой­ства и прочее оборудование, определяют возможность проникновения загрязнений в воду источника, намечают места отбора проб воды для лабораторного анализа.

Дополнительно собирают сведения об эпи­демиологическом состоянии района, где расположен водоисточник. Выясняя забо­леваемость населения и животных, обра­щают основное внимание на наличие за­болеваний, которые могут передаваться через воду.

Лишь сопоставление данных анализа воды с гигиеническими нормативами и результатами санитарно-топографического обследования позволяет вынести обосно­ванное суждение о качестве воды и сани­тарном состоянии водоисточника, а также дает возможность выявить те конкретные обстоятельства, которые приводят или могут привести в будущем к ухудшению качества воды.

Таким образом, санитарно-топографиче-ское обследование и лабораторный ана­лиз воды взаимно дополняют друг друга при оценке качества воды и санитарного состояния водоисточника.

Санитарный анализ воды

Органолептические свойства воды

Прозрачность и мутность. Прозрачность определяется способностью воды пропус­кать видимый свет. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешен­ных частиц минерального или органиче­ского происхождения. Воду считают до­статочно прозрачной, если через 30-санти­метровый слой ее можно прочитать шрифт определенного размера.

Качество, противоположное прозрачности, на­зывается мутностью. Снижая прозрачность воды, мутность ухудшает ее органолептические свой­ства, а в ряде случаев увеличение мутности ука­зывает на загрязненность воды сточными водами или на недостатки в оборудовании колодцев, скважин или каптажных устройств родников (каптаж — оборудование родника, которое вклю­чает устройство стока для родниковой воды, отделку места выхода воды с целью предупреж­дения заиливания и загрязнения его). Мутные воды хуже обеззараживаются, и в них созда-ются лучшие условия для выживания микро­организмов.

Мутность измеряется количеством милли­граммов взвешенных веществ в 1 л воды; мут­ность водопроводной воды не должна превы­шать 1.5 мг/л.

Цветность. Цветность поверхностных и неглубоких подземных вод обусловливает­ся наличием в них вымываемых из почвы гуминовых веществ, которые придают во-

61

де окраску от желтой до коричневой. Кро­ме того, окраска воды открытого водоема может быть вызвана размножением водо­рослей (цветение) и загрязнением сточны­ми водами.

При очистке на водопроводах цветность воды естественного происхождения может быть снижена в желаемой степени.

При лабораторных исследованиях

сравнивают интенсивность окраски воды с условной шкалой стандартных хромовоко-бальтовых растворов и результат сравне­ния выражают в градусах цветности. Цветность (естественного происхождения) водопроводной воды выше 20—30° неже­лательна.

Вкус и запах. Вкус и запах зависят от многих причин. Наличие органических ве­ществ растительного происхождения и продуктов их распада сообщает воде зем­листый, илистый, травянистый или боло­тистый запах и привкус. При гниении органических веществ возникает гнилост­ный запах. Присутствие и разложение во­дорослей при цветении воды придают ей ароматический, рыбный или огуречный запах. Причиной запаха и привкуса воды может явиться загрязнение ее бытовыми и промышленными сточными водами, пе­стицидами, а в военных условиях боевы­ми отравляющими веществами.

Привкусы и запахи глубоких подзем­ных вод происходят от растворенных в них минеральных солей и газов, например сероводорода. При обычно применяемой на водопроводах технологии очистки при­вкус и запах воды улучшаются нена­много.

При исследовании воды характер запа­ха и привкуса, а также интенсивность их определяют в баллах: 1— очень слабый, определяемый лишь опытным лаборантом; 2 — слабый, еще не привлекающий вни­мания потребителя; 3 — заметный, вызы­вающий у потребителя неодобрение; 4 — ясно выраженный, делающий воду не­приятной; 5 — очень сильный, делающий воду непригодной для употребления. В питьевой водопроводной воде интенсив­ность запаха или привкуса не должна превышать двух баллов.

Химический состав воды

Активная реакция. рН большинства при­родных вод колеблется в пределах от 6,5

до 9,0. Наиболее кислыми из природных вод являются болотистые воды, содержа­щие гуминовые вещества, щелочными — подземные воды, богатые бикарбонатами; рН воды открытых водоемов вне пределов 6,5—8,5 указывает на загрязнение сточ­ными водами.

Плотный остаток. Плотный остаток ха­рактеризует степень минерализации во­ды. Его определяют путем выпаривания профильтрованной воды и высушивания остатка при 110° С до постоянной массы. Результат высчитывают в миллиграммах на 1 л воды. На основании ранее изло­женного считают, что плотный остаток питьевой воды должен быть в преде­лах 50—1000 мг/л. В районах, где отсут­ствуют подобные воды, по согласованию с органами здравоохранения в отдельных случаях может быть разрешено использо­вание водопроводами воды, содержащей до 1500 мг солей в 1 л.

Общая жесткость. Общая жесткость во­ды преимущественно обусловливается при­сутствием в ней кальция и магния, кото­рые находятся в виде углекислых, двууг­лекислых, хлористых и сернокислых со­лей.

Жесткость воды измеряют в милли­грамм-эквивалентах на 1 л : 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 28 мг/л СаО (или 20,16 мг/л Мg0). Воду до 3,5 мг-экв/л жесткости называют мяг­кой, от .3,5 _до_7_ мг-экв/л — средней жест­кости, от 7 до 14 мг-экв/л — жесткой и свы­ше 14 мг-экв/л — очень жесткой.

С увеличением жесткости воды ухудша­ется развариваемость мяса и бобовых, увеличивается расход мыла, поскольку пена при намыливании образуется лишь после того, как весь кальций и магний воды будут связаны жирными кислотами мыла. После мытья головы из-за оседа­ния кальциевых и магниевых солей жир­ных кислот волосы становятся жесткими. Увеличивается образование накипи в па­ровых котлах и радиаторах, что приводит к излишнему расходу топлива, необходи­мости частой очистки котлов и радиа­торов и иногда к взрывам паровых кот­лов.

При резком переходе от пользования мягкой к пользованию жесткой водой, что может иметь место в военных или экспе­диционных условиях, а также при пере­мене места жительства, могут наступать

62

временные диспепсические явления. Гипо-теза о значении жесткой воды в этиоло-гии и патогенезе почечнокаменной болез-ни до сих пор окончательно не подтвер-ждена. Тем не менее экспериментальные и статистические исследования ряда авто-ров свидетельствуют о том, что употребле-ние жесткой воды, особенно в условиях жаркого климата, может вызвать образо-вание почечных камней или ускорить увеличение их размеров. Однако не только жесткая вода может отрицательно дей-ствовать на организм человека. Выпол-ненные в последние годы в ряде стран санитарно-статистичсские исследования по-казали, что среди населения городов с мягкой водопроводной водой увеличена смертность от заболеваний сосудов и сердца. Общая жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л. В тех районах, где такие воды отсутствуют, по согласованию с органами здравоохранения в отдельных случаях может быть разреше-но временное использование воды с жест-костью до 10 мг-экв/л.

Железо. Железо находится в подземных водах главным образом в виде бикарбо-ната закиси железа [Fе(НСО_з)₂]. При контакте воды с воздухом двууглекислое железо окисляется с образованием бурых хлопьев окиси железа [Ре(ОН)з], придаю-щего воде мутность и окраску. Содержа-щееся в поверхностных водах гуминово-кислое железо более устойчиво.

При содержании железа в воде подзем-ных источников свыше 0,3—0,5 мг/л внеш-ний вид воды может ухудшиться (опалес-ценция, мутность), а содержание железа свыше 2 мг/л придает воде, кроме мут-ности и окраски, неприятный вяжущий привкус. Кроме того, высокое содержание железа в воде портит вкус чая, при стир-ке белья придает ему желтоватый отте-нок и оставляет ржавые пятна, ведет к усиленному размножению железистых микроорганизмов в водопроводных трубах, что уменьшает их просвет, а при отде-лении отложений со стенок труб ухудшает внешний вид и вкус водопроводной воды.

Содержание железа в водопроводной воде не должно превышать0,3 мг/л.

Хлориды (хлор-ион). Обычно в птроточ-ных водоемах содержание хлоридов неве-лико (до 20—30 мг/л) и может значитель-но возрастать в водоемах, не имеющих

стоков. Незагрязненные колодезные воды в местах с несолонцовой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлоридов. Воды, фильтрующиеся через солонцеватую поч-ву или осадочные породы, богатые хлорис-тыми соединениями, могут содержать сот-ни и даже тысячи миллиграммов хлоридов в I л, будучи безукоризненными в других отношениях.

Воды, содержащие хлор-ион в количест-ве,превышающем 350—500 мг/л, имеют солоноватый привкус, и неблагоприятно влияют на желудочную секрецию. Поэто-му содержание хлоридов в водопроводной воде не должно превышать 350 мг/л.

Сульфаты (сульфат-ион). Сульфаты в

количествах, превышающих 500 мг/л при-дают воде горько-соленый вкус, неблаго-приятно влияют на желудочную секрецию и могут вызывать диспепсические явления (особенно при одновременно большом со-держании магния в воде) у лиц, не при-выкших пользоваться водой такого со-става.

Нитраты (нитрат-ион). Высокие кон-центрации нитратов встречаются преиму-щественно в воде колодцев, питающихся грунтовыми водами, загрязненными про-дуктами разложения органических ве-ществ или азотсодержащих удобрений, С целью предупреждения заболеваний воднбнитратной метгемоглобинемией со-держание нитратов в воде не должно пре-вышать 40 мг/л (при расчете на азот нитратов— 10 мг/л).

Фториды (фтор-ион). Фтористые соеди-нения вымываются водой из почв и горных пород. Содержание фтора в природных водах СССР в основном колеблется от сотых долей миллиграмма до 12 мг/л. Во-да 95% открытых водоемов и свыше 50% подземных источников содержит мало фтора (менее 0,5 мг/л). Высокие концент-рации фтора встречаются преимуществен-но в подземных водах.

Некоторое количество фтора необходи-мо организму для нормального развитие и хорошей минерализации костей и зубов Проведенные во многих странах исследо-вания показали, что при прочих равных условиях заболеваемость кариесом зубов закономерно снижается с повышением концентрации фтора в воде. При упо1-1,5 мг/л треблении воды, содержащей 1-1,5мг/л фтора, заболеваемость кариесом зубов ми-нимальна.

63

Рис. 13. Эндемический флюороз зубов третьей степени.

Однако при большей концентрации фто-ра вода оказывает уже неблагоприятное действие на организм, вызывая флюороз. Такие места на земном шаре называются очагами эндемического флюороза; описа-ны сотни очагов эндемического флюороза и в нашей стране (Украина, Молдавия, Азербайджан, Казахстан и др.)- При воз-действии фтора в первую очередь пора-жаются зубы. Резорбированный в пище-вом канале фтор воздействует на чувст-вительные к нему зачатки зубов (амело-бласты) и нарушает формирование и ми-нерализацию эмали, внешним проявлени-ем чего служит так называемая пятни-стая эмаль, обнаруживаемая на проре-зывающихся постоянных и реже молоч-ных зубах (рис. 13).

При концентрации фтор-иона в воде до 1,5-2,0 мг/л поражения характеризуются мело- и фарфороподобными, иногда слабо пигментиро-ванными в желтый цвет, пятнами на симмет-рично расположенных зубах (1-я и 2-я степень поражения). При больших концентрациях фтор-иона в воде на зубах появляются поражения 3-й и 4-й степени, характеризующиеся пигмен-тированными в коричневый цвет пятнами и де-фектами эмали — эрозиями. Такие зубы обезоб-раживают прикус, отличаются хрупкостью и преждевременно стираются. Поражение зубов является лишь одним из симптомов флюороза. В ряде стран Африки, Южной Америки, Азии и других районов мира описаны местности, в ко-торых население пользовалось источниками, со-держащими 5—12 мг/л фтора. У людей, упо-треблявших эту воду в течение 10—30 лет, кроме поражения зубов, наблюдались случаи генера-

лизованного остеосклероза с кальцификацией межпозвоночных связок, что приводит к ограни-чению подвижности позвоночного столба и ряду нарушений со стороны нервной системы и внут-ренних органов (Р. Д. Габович).

Поскольку водопотребление зависит от климатических условий, то по ГОСТу ПДК фтор-иона в питьевой воде установлена для I и II климатических районов 1,5 мг/л, для 111—1,2, для IV —0,7 мг/л. Опти-мальной концентрацией фтор-иона (до которой доводят при искусственном фто-рировании воды) считают 70—80% от ПДК, т. е. для I района 1,1 мг/л, II — 1,0, III — 0,9, IV — 0,6 мг/л. Присутствие в природных водах токсических концентра-ций других микроэлементов и химических соединений признается значительно более редким явлением. Оно обычно бывает следствием спуска в водоемы неочищен-ных или недостаточно очищенных про-мышленных сточных вод. В этих случаях ознакомление с технологией производства позволяет врачу решить вопрос о том, ка-кими исследованиями необходимо допол-нить программу обычного анализа воды. Например, если в водоем спускаются сточные воды, содержащие свинец и мышьяк, то исследование воды должно быть дополнено количественным анали-зом этих элементов.

Советскими гигиенистами разработаны предельно допустимые концентрации в питьевой воде меди, цинка, свинца, мышьяка и многих других элементов и токсических соединений.

Показатели загрязнения водоисточника

Для суждения об эпидемической опас-ности воды используются бактериоло-гические и химические показатели загряз-нения.

Бактериологические показатели загряз-нения воды. С эпидемиологической точки зрения при оценке воды имеют значение примущественно патогенные микроорга-низмы. Однако даже при современных достижениях микробиологической техни-ки исследование воды на присутствие в ней патогенных микроорганизмов, а тем более вирусов, является довольно трудо-емким процессом. Поэтому оно не прово-дится при массовых анализах воды и

64

осуществляется лишь при наличии эпи-демиологических показаний, например при вспышках инфекционных заболеваний, в которых подозревается водный путь пе-редачи.

В оценке качества воды в санитарной практике широко используются косвен-ные бактериологические показатели за-грязнения воды. При этом считается, что чем менее вода загрязнена сапрофитами, тем менее опасна она в эпидемиологиче-ском отношении.

Одним из показателей загрязнения во-ды сапрофитной микрофлорой является так называемое микробное число.

Микробное число — это количе-ство колоний, вырастающих при посеве 1 мл воды на. мясо-пептонный агар после 24 часов вьращивания при температуре. 37° С. .

Микробное число характеризует общую бактериальную обсемененность воды. При оценке качества воды по этому показате-лю пользуются данными наблюдений о том, что в воде незагрязненных и хорошо оборудованных артезианских скважин микробное число не превышает 10—30 в 1 мл, в воде незагрязненных шахтных ко- лодцев — 300—400 в 1 мл, в воде сравни-тельно чистых открытых водоемов — 1000—1500 в 1 мл. При эффективной /чистке и обеззараживании воды на во-допроводе микробное число не превышает

Еще большее значение имеет определе-ние наличия в воде кишечной палочки, которая выделяется с испражнениями че-ловека и животных. Поэтому присутствие в воде кишечной палочки сигнализирует о фекальном загрязнении и, следователь-но, о возможном заражении воды пато-генными микроорганизмами кишечной группы (брюшной тиф, паратиф, дизенте-рия и пр.).

Исследование воды на содержание ки-шечной палочки позволяет предвидеть возможность заражения воды патогенной микрофлорой в будущем и, следователь-но, создает возможность путем своевре-менного проведения необходимых меро-приятий предотвратить его.

Степень обсеменения воды кишечной палочкой выражается величиной коли-тит-ра или коли-индекса.

Коли - титр представляет собой то наименьшее количество исследуемой во-

ды, в котором при соответствующей мето-дике обнаруживается (выращивается) кишечная палочка. Чём меньше (ниже) коли-титр, тем значительнее фекальное загрязнение воды.

Коли-индекс — количество кишеч- ных палочек в 1 л воды. »

В чистой воде артезианских скважин коли-титр обычно выше 500 (коли-индекс меньше 2), в незагрязненных и хорошо оборудованных колодцах коли-титр не ни-же 100 (коли-индекс не более 10).

Ряд экспериментальных исследований показал, что кишечная палочка более устойчива к дезинфицирующим агентам, чем возбудители кишечных инфекций, ту-ляремии, лептоспироза и бруцеллеза, и поэтому может служить не только пока\зателем загрязнения воды, но и индика-тором надежности ее обеззараживание например на водопроводе.

Хотя энтеровирусы устойчивее к хлору, чем кишечная палочка, опыты по обезза-раживанию воды, содержащей кишечную палочку и энтеровирусы в количествах отражающих их возможное соотношение в воде в реальных условиях, показали,что понижение коли-индекса до 3 обеспечива-ет уничтожение энтеровирусов, как и па тогенных бактерий кишечной группы. Та-ким образом, если после обеззаражива-ния воды титр кишечной палочки подни-мается до 300 (коли-индекс не более 3), то такую воду можно считать безопасной в отношении главнейших возбудителей заболеваний,, распространяющихся вод-ным путем.

Химические показатели загрязнения во-ды. К химическим показателям загрязне-ния воды относят органические вещества и продукты их распада: аммонийные со-ли, нитриты и нитраты. Кроме нитратов, названные соединения сами по себе в тех количествах, в которых они обычно встре-чаются в природных водах, не оказывают влияния на здоровье человека. Наличие их лишь может свидетельствовать о за-грязнении почвы, через которую протека-ет вода, питающая водоисточник, и о том, что наряду с этими веществами в воду могли попасть патогенные микроор-ганизмы.

В отдельных случаях каждый из хими-ческих показателей может иметь другую природу, например органические вещест-ва— растительное происхождение. Поэто-

5 3—1011

65

му признать водоисточник загрязненным можно лишь при наличии следующих условий: 1) в воде присутствует не один, а несколько химических показателей за-грязненности; 2) в воде одновременно об-наружены бактериальные показатели за-грязненности; 3) возможность загрязнения подтверждается санитарным обследовани-ем водоисточника.

Показателем наличия органических ве-ществ в воде служит окисляемость , выра-жаемая в миллиграммах кислорода, рас-ходуемого на окисление органических ве-ществ, содержащихся в 1 л воды. Наи-меньшую окисляемость имеют артезиан-ские воды — до 2 мг О₂ на 1 л, в водах шахтных колодцев окисляемость достига-ет 3—4 мг О₂ на 1 л, причем с увеличе-нием цветности воды она возрастает. В воде открытых водоемов окисляемость может быть еще выше.

Повышение окисляемости воды сверх названных величин указывает на возмож-ное загрязнение водоисточника.

Основным источником загрязнения при-родных вод аммонийным азотом и нитри-тами являются разлагающиеся белковые остатки, трупы животных, моча, фека-лии.

При свежем загрязнении отбросами в воде возрастает содержание аммонийных солей (превышает 0,1 мг/л). Являясь про-дуктом дальнейшего окисления аммоний-ных солей, нитриты в количестве, превы-шающем 0,002 мг/л, также служат важ-ным показателем загрязненности водоис-точника. Необходимо учитывать, что в глубоких подземных водах возможно об-разование нитритов и аммонийных со-лей из нитратов при восстановительных процессах. Нитраты представляют собой конечный продукт окисления аммонийных солей. Наличие, их в воде при отсутствии аммиака и нитритов указывает на сравни-тельно давнее загрязнение воды азотсо-держащими веществами, которые успели уже минерализоваться. Интенсивное при-менение азотсодержащих удобрений так-же ведет к увеличению содержания нит-ратов в грунтовых водах.

Некоторым показателем загрязненности водоисточника служат хлориды, посколь-ку они содержатся в моче и различных отбросах, но при этом необходимо учиты-вать, что присутствие больших количеств хлоридов в воде (больше 30—50 мг/л)

может быть обусловлено и вымыванием хлористых солей из засоленных почв.

Для правильной оценки происхождения хлоридов нужно учитывать характер во-доисточника, наличие хлоридов в воде соседних однотипных водоисточников, а также присутствие других показателей" загрязнения воды.

Гигиенические нормативы качества воды

На основе изложенных гигиенических поло-жений разработано два ГОСТа на качество воды.

ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая» распространя-ется на воду, подаваемую хозяйственно-питье-выми водопроводами для удовлетворения хо-зяйственно-бытовых нужд в жилых зданиях, в культурных, лечебно-профилактических, дет-ских и других учреждениях, для производства пищевых продуктов и для предприятий обще-ственного питания, для личной гигиены (душе-вые, бани), а также на воду, подаваемую насе-лению централизованными системами открытого горячего водоснабжения.

Вода хозяйственно-питьевых водопроводов должна обеспечивать возможность употребле-ния ее населением для питьевых и других целей без какой-либо дополнительной обработки..

Стандарт делит показатели безопасности во-ды на три группы.

Т. Показатели органолептических свойств во-ды:

а) запах при температуре 20° С не более 2 баллов;

б) привкус при температуре 20° С не более 2 баллов,

в)цветность не более 20°;

г)мутность не более 1,5 мг/л;

д) вода не должна содержать различаемых невооруженным глазом водных организмов, взвешенных частиц или плавающей на поверх- ности пленки.

В воде должны отсутствовать минеральные соли в концентрациях, влияющих на органолеп-тические свойства воды (сухой остаток не более 1000 мг/л, сульфатов до 500 мг/л, хлоридов до 350 мг/л, общая жесткость до 7 мг-экв/л и лишь в отдельных случаях до 10 мг-экв/л, железа до 0,3 мг/л и лишь в отдельных случаях при ис-пользовании подземных вод до 1 мг/л, марганца до 0,5 мг/л, меди до 1 мг/л, цинка до 5 мг/л).

Примеси веществ, применяемых для обработ-ки воды или поступающих в водоем со сточны-ми водами, должны быть в концентрациях, не влияющих на органолептические свойства воды (остаточный свободный хлор не более 0,5 мг/л, остаточный «хлораминный» хлор не более 1,2 мг/л, остаточный алюминий до 0,5 мг/л, три-полифосфат до 3,5 мг/л, гексаметофосфат до 3,5 мг/л, активная реакция в пределах 6,5—9

и др.).

2. Показатели безвредности химическогс со-става воды включают нормативы для веществ: а) встречающихся в природных водах (напри-мер, фтора не более 1,5 мг/л, азота нитратов не более 10 мг/л, стронция до 2 мг/л, молибдена до 0,5 мг/л, свинца до 0,1 мг/л, урана естествен-

66

ного до 1,7 мг/л, радия-226 до 4,44 Бк/л (1,2*10^-10 кюри/л), стронция-90 до 14,8 Бк/л (4 • 10^-10 кюри/л), любые смеси радиоактивных веществ с неидентифицированным составом до 11,1 Бк/л (3 • Ю^-10 кюри/л) и т. д.); б) добавля-емых в качестве реагентов к воде в процессе ее обработки (например, полиакриламида не более 2 мг/л, гидразин-гидрата 0,01 мг/л и др.); в) по-ступающих в водоем с недостаточно очищенны-ми сточными водами (список этих веществ с пре-дельно допустимыми концентрациями издан от-дельно Главным санитарно-эпидемиологическим управлением СССР).

3 Показатели эпидемиологической безопас-ности: а) коли-индекс не более 3 или коли-титр не более 300; б) общее количество микробов не более 100 в 1 мл.

В тех случаях, когда водные ресурсы местно-сти не позволяют найти источник с водой, отве-чающей требованиям ГОСТ 2874—73, возникает необходимость решить, какой из источников мо-жет быть использован для централизованного водоснабжения при условии соответствующей обработки воды. В этом случае вода источни-ков, используемых для централизованного водо­снабжения, должна соответствовать следующим требованиям: запах и привкус при температуре 20° С не более 2 баллов, сухой остаток не более 1000 мг/л, сульфатов — до 500 мг/л, хлоридов — до 350 мг/л, общая жесткость — до 7 мг-экв/л, содержание микроэлементов, вредных веществ, радиоактивных соединений — соответствовать утвержденным ПДК, коли-индекс не более 10000 в I л (извлечение из ГОСТ 17.1.3.03—77 «Правила выбора и оценки качества источников централизованного хозяйственно-питьевого во-доснабжения»). Если вода отвечает перечис-ленным требованиям, то при наличии других недостатков (высокая цветность, мутность и др.) она с помощью традиционных методов обра-ботки воды (коагуляция, отстаивание, фильтра-ция, хлорирование) может быть доведена до требований ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая».

Употребляемая населением без обработки вода источников местного водоснабжения, на-пример шахтных колодцев, должна отвечать общим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Однако было бы нереально предъявлять к воде шахтных колодцев во всех отношениях столь же строгие требования, какие предъявля-ются ГОСТ 2874—73 к питьевой водопроводной-воде. Поэтому для гигиенической оценки воды " шахтных колодцев рекомендуют в санитарной практике пользоваться следующими ориентиро-вочными нормативами:

Показатели

Прозрачность Цветность Запах, привкус Общая жесткость Содержание фтора Содержание нитратов

Нормативы

не менее 30 см не более 40° до 2—3 баллов до 14 мг-экв/л до 1,5 мг/л

до 40 мг/л (при рас-чете на азот нитратов до 10 мг/л)

Бактериологические показатели загрязнен-ности: коли-титр

не менее 100 (коли-индекс не более 10)

до 300—400 в 1 мл

до 4 мг/л О₂

до 0,1 мг/л до 0,002 мг/л

микробное число Химические показатели загрязненности: окисл яемость содержание аммо-нийных солей содержание нитритов

При оценке качества воды колодцев руковод-ствуются следующими соображениями. Если са-нитарные условия, в которых находится источ-ник водоснабжения, и результаты лабораторно-го исследования воды благоприятны, то вода может быть использована для питья в сыром виде, т. е. без всякой обработки. Если же сани-тарное обследование и анализ воды указали на возможность загрязнения колодца, то пользо-ваться водой разрешается лишь при условии обеззараживания ее путем кипячения или хло-рирования. Необходимо также улучшить сани-тарное состояние колодца.

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Источниками водоснабжения могут быть атмосферные, подземные и поверхностные воды.

Атмосферные воды

Для хозяйственно-питьевого водоснаб-жения атмосферные осадки, т. е. дожде-вая вода и снег, используются только в маловодных районах — на юге и в Запо-лярье.

Атмосферные воды весьма слабо мине-рализованы, очень мягкие, содержат мало органических веществ и свободны от па-тогенных бактерий. В дальнейшем на ка-чество воды влияет способ сбора и хра-нения.

Проводимые в СССР работы по обвод-нению засушливых районов и изысканию подземных источников водоснабжения из-бавили население многих мест от необхо-димости пользоваться маломинерализо-ванной, невкусной дождевой водой.

Подземные воды

Грунтовые воды. Падая на землю, осад-ки частично вновь испаряются, частично стекают по поверхности земли, образуя ручьи и пополняя реки, озера, частично впитываются в землю, очень медленно продвигаясь в глубь ее через поры водо-проницаемых пород.

Скапливаясь над первым от поверхно-сти земли пластом водонепооницаемых

67

Рис. 14. Общая схема залегания подземных вод: 1 — водоупорные слои; 2 — водоносный горизонт грунтовых вод; 3 — водоносный горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 — водоносный горизонт межпластовых напорных вод (артезианских): 5 — колодец,

питающийся грунтовой водой; 6 — колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 7—колодец,

питающийся артезианской водой.

пород (глина, гранит, сплошные извест­няки), вода образует первый водоносный горизонт, который называют горизонтом грунтовых вод (рис. 14).

В зависимости от местных условий глу-бина залегания грунтовых вод колеблется от 3—2 до нескольких десятков метров. По уклону водоупорного слоя грунтовые воды продвигаются из повышенных мест к пониженным.

Грунтовые воды часто используются для водоснабжения, так как отличаются прозрачностью и незначительной цвет-ностью. Количество растворенных в них солей возрастает с глубиной залегания, но в большинстве случаев невелико. При мелкозернистых породах, начиная с глу-бины 5—6 м, грунтовые воды свободны от бактериального загрязнения.

При загрязнении почвы отбросами и нечистотами существует опасность зара-жения грунтовых вод патогенными микро-организмами. Эта опасность тем больше, чем интенсивнее загрязнение и чем глуб-же оно внесено в почву (чем крупнее зер-на породы и чем выше залегание грунто-вых вод).

Грунтовые воды широко используют в сельских местностях путем устройства шахтных и трубчатых колодцев. Обычно из шахтного колодца, питающегося грун-товой водой, можно получить от 1 до .10 м³ воды в сутки.

В отдельных случаях грунтовые воды могут быть использованы для устройства небольших сельских водопроводов.

Межпластовые воды. При движении вдоль уклона водонепроницаемого пласта грунтовая вода может проникнуть в об-ласть, где над ней окажется слой водо-упорной породы. В этом случае она ста-нет межпластовой, располагаясь между водоупорным ложем и водоупорной кров-лей. В зависимости от местных геологи-ческих условий межпластовые воды могут образовать второй, третий и т. д. водонос-ные горизонты. Как правило, межпласто-вая вода заполняет все пространство между водоупорными слоями, и если про-резать ее водоупорную кровлю трубчатым колодцем, то она в нем поднимается, а в некоторых случаях может даже излиться в виде фонтана на поверхность земли. Межпластовая вода, которая поднимается выше глубины, на которой она была най-дена, при рытье колодца, называется на-порной, или артезианской. Глубина зале-гания межпластовых вод колеблется от десятков до тысячи и более метров (см. рис. 14).

Межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5— 12°), постоянством состава. Обычно они прозрачны, бесцветны, лишены запаха и какого-либо привкуса. Количество рас-творенных в них минеральных солей

68

зависит от состава пород, в которых они накапливаются и передвигаются.

В отдельных случаях межпластовые воды настолько минерализованы (очень жесткие, соленые, содержат много солей фтора, железа или сероводорода), что их нельзя использовать для хозяйствен-но-питьевого водоснабжения без обработ-ки.

Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищаю-щей межпластовые воды от загрязнения, последние отличаются почти полным от-сутствием микроорганизмов, тем более патогенных, и могут использоваться для питья в сыром виде. Добывают межпла-стовые воды путем устройства глубоких трубчатых и, реже, шахтных колодцев.

Постоянный и большой дебит (от 1 до 200 м³/ч) и хорошие качества воды позво-лят рассматривать межпластовые водо-носные горизонты как лучший источник во-доснабжения для небольших и средних водопроводов, большинство которых пода-ет воду населению без какой-либо очист-ки.

Все же известны случаи эпидемических вспышек кишечных инфекций даже при пользовании- межпластовыми водами. За-грязнение последних может произойти в результате поступления воды из вышеле-жащего горизонта грунтовых вод при тре-щинах в водоупорной кровле, через за-брошенные колодцы и карьеры, вслед-ствие затекания воды вдоль обсадных труб скважины, через негерметически оборудованное устье скважины при затоп-лении места нахождения скважины во время паводка и т. д.

В последние годы описан ряд случаев, когда вследствие спуска сточных вод про-мышленных предприятий в карьеры или глубокие овраги загрязняющие вещества проникали в межпластовые воды. В этих случаях артезианские скважины, питаю-щиеся водой загрязненного водоносного горизонта, выбывали из строя из-за рез-кого ухудшения органолептических ка-честв воды (вода приобретала запах неф-ти, ароматический запах, соленый вкус и т. п.).

Родники. Подземные воды могут само-стоятельно выходить на поверхность зем-ли. В таком случае они носят название родников, из которых образуются ключи или ручейки. Выходить на поверхность

могут как грунтовые, так и межпластовыс воды, если соответствующий водоносный горизонт разрезается при падении рель-ефа, например на склоне горы, в глубо-ком овраге. Такие родники называются нисходящими.

Если же в овраге или речной долине прерывается первый водоупорный слой, то находящаяся под ним напорная меж-пластовая вода выходит на поверхность в виде восходящего, бьющего ключом род-ника. Качество родниковой воды зависит от питающего родник водоносного гори-зонта и от устойства каптажа, т. е. захва-тывающих воду сооружений.

При достаточном и постоянном дебите родники используются для устройства во-допроводов в небольших населенных пунк-тах, например селах или рабочих посел-ках.

Гигиенические требования к устройству шахтных и трубчатых колодцев. Для того чтобы предупредить загрязнение подзем-ных вод при эксплуатации водоисточни-ков, необходимо соблюдать следующие основные правила при устройстве и обо-рудовании колодцев:

а) место устройства колодца должно располагаться выше по рельефу местно- сти и возможно дальше от загрязняющих почву объектов. Это место не должно за- болачиваться или затопляться. При экс- плуатации необходимо охранять почву окружающей источник территории от за- грязнения;

б) стенки колодца или каптажа родни- ка должны быть водонепроницаемыми. Вокруг верхней части стен колодца дол- жен устраиваться так называемый глиня- ный замок, чтобы поверхностные воды не могли просачиваться вблизи и вдоль стен сооружения к водоносному горизонту или в колодец.

Так как бактериальные загрязнения проникают в колодцы большей частью не с потоком подземных вод, а через «устье», то забор воды должен производиться та-ким образом, чтобы в воду не могли быть внесены загрязнения извне.

Шахтные колодцы. В сельских условиях часто устраивают шахтные ко-лодцы (рис. 15). В настоящее время для механизированного рытья колодцев при-меняется машина КШК-30. Машина от-рывает колодец диаметром 1,2 м. и глуби-ной до 30 м.

69

Рис. 35. Шахтный колодец из бетонных колец с насосом:

а — насос; б — слой гравия на дне колодца.

Место для колодца выбирают на воз-вышенности, не ближе 25—30 м от воз-можных источников загрязнения, напри-мер уборной, компоста и т. д. Если убор-ная расположена выше колодца по рель-ефу местности, то расстояние между ними при рыхлом мелкозернистом грунте долж-но быть не менее 80—100 м. При рытье колодца желательно дойти до второго во-доносного горизонта, если он залегает не глубже 30 м. Дно шахты колодца остается открытым, а боковые стенки закрепляются материалом, обеспечивающим водонепрони-цаемость, т. е. железобетонными кольцами {с заделкой стыков между ними цементом), кирпичом или деревянным срубом без ще-лей. Стенки колодца должны возвышать-ся над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м. Для устройства глиняного замка вокруг колодца выкапывают яму глуби-ной до 1 м и шириной 1 м и наполняют ее хорошо утрамбованной жирной (пла-стичной) глиной. Вокруг наземной части колодца поверх глиняного замка в ра-диусе 2 м делают подсыпку песком и за-

мощение камнем или кирпичом с уклоном для стока случайно пролитой воды и атмосферных осадков в сторону от колод­ца к ближайшему кювету.

Существенное значение имеет техника водоразбора из шахтного колодца, так как практика показывает, что в значительном числе случаев загрязнение воды происхо­дит через открытое устье колодца при за­боре воды загрязненными ведрами.

Рис. 16. Мелкотрубчатый колодец.

Лучшим средством подъема воды из ко­лодца нужно признать ручные или меха-

70

нические .насосы с электроприводом. Ко-лодцы, оборудованные насосами, наглухо закрыты и не подвергаются загрязнению извне. При отсутствии насоса следует пользоваться только общественным вед-

Трубчатые колодцы. Если грун-товые воды расположены не глубже 7— 8 м, то для получения их можно исполь-зовать так называемые мелкотрубчатые колодцы (рис. 16). Мелкотрубчатый коло-дец бурят вручную и оборудуют ручным насосом, производительность которого 0,5—1 м³ в час.

Из более глубоких водоносных горизон-тов воду получают посредством глубоко-трубчатых колодцев, которые часто ис-пользуют на коммунальных водопроводах городов, а также для водоснабжения совхозов, колхозов и отдельных предпри-ятий.

Для устройства глубокотрубчатого ко- лодца с помощью специальных буровых станков в земле бурят скважину , пред- ставляющую собой вертикальную цилинд- рическую шахту диаметром от 50 до 600 мм и глубиной от 10—15 до 1000 м и больше. Для того чтобы предотвратить обрушивание стенок, в буровую скважи- ну забивают металлические трубы, назы- ваемые обсадными (рис. 17). Подъем воды из скважины осуществляется раз- личными видами насосов, производитель- ность которых достигает 100 м³/ч и бо- лее.

При правильном устройстве глубокие трубчатые колодцы обеспечивают сохра-нение чистоты артезианской воды. Но вода в этих колодцах может загрязняться, если между загрязненной грунтовой водой и эксплуатируемым глубоким водоносным горизонтом имеется связь. Грунтовые во-ды могут проникнуть через проржавев-шие обсадные трубы или через стыки между ними, если они плохо заделаны. Поэтому верхняя часть скважины должна закрепляться двумя колоннами обсадных труб, зазор между которыми эаливают цементным раствором.

Загрязнения также могут поступать че-рез устье скважины. Для того чтобы пре-дупредить это, верхнюю колонну обсад-ных труб в месте вхождения всасываю-щей трубы насоса или других водоподъ-емных устройств нужно полностью герме-тизировать. Зазор между обсадными тру-

Рис. 17. Схема буровой скважины.

бами и стенками скважины (затрубное пространство) заливают под давлением цементным раствором.

Поверхностные воды

Поверхностные воды стекают по есте-ственным уклонам к более пониженным местам, образуя проточные и непроточ-ные водоемы: ручьи, реки, проточные и непроточные озера. Открытые водоемы питаются не только атмосферными, но ча-стично и подземными водами.

Открытые водоемы подвержены загряз-нению извне, поэтому с эпидемиологиче-ской точки зрения все открытые водоемы в большей или меньшей степени потенци-ально опасны. Особенно сильно загрязня-ется вода в участках водоема, лежащих у населенных пунктов и в местах спуска сточных вод.

71

Органолептические свойства и химиче-ский состав воды открытых водоемов за-висят от ряда условий. Высокая цветность воды бывает в тех случаях, когда реки или впадающие в них притоки протекают в болотистых местах. Если русло реки состоит из глинистых пород, то вымыва-ние их при большой скорости течения во-ды придает ей мутность.

В водоемах со стоячей водой или с не-значительным течением часто наблюдает-ся цветение воды, т. е. массовое развитие планктона из зеленых водорослей. Вода окрашивается в зеленоватый или бурый цвет и вследствие массового отмирания водорослей приобретает неприятный за-пах и привкус. Имеются данные о том, что при цветении в воде образуются ве-щества, небезразличные для человеческо-го организма. Тот или иной, хотя бы не-значительный, привкус или запах имеется в воде почти каждого открытого водоема вследствие разложения органических ве-ществ в воде и в донных отложениях, а также из-за вымывания актиномицетов и продуктов их жизнедеятельности из почвы.

Поверхностные воды слабо минерализо-ваны, мягкие, но в непроточных озерах и водохранилищах концентрация солей может быть значительно увеличена вслед-ствие испарения воды, особенно в усло-виях жаркого климата. Для открытых водоемов характерно непостоянство каче-ства воды, которое может изменяться в зависимости от сезона и даже погоды, на-пример после выпадения осадков.

Самоочищение водоемов. Несмотря на почти непрерывное поступление разнооб-разных загрязнений в открытые водоемы в большинстве из них прогрессирующего ухудшения качества воды не наблюдает-ся. Это происходит потому, что многооб-разные физико-химические и биологиче-ские процессы ведут к «самоочищению» водоема от взвешенных частиц, органиче-ских веществ, микроорганизмов и других видов загрязнений.

При поступлении сточных вод в водо-ем происходит их разбавление. Затем взвешенные минеральные и органические частицы, яйца гельминтов и микроорга-низмы частично осаждаются, вода освет-ляется и становится прозрачной.

Попавшие в воду растворенные органи-ческие вещества минерализуются за счет

жизнедеятельности населяющих водоем микроорганизмов наподобие того, как это происходит в почве. Процессы биохимиче-ского окисления заканчиваются нитрифика-цией с образованием конечных продук-тов — нитратов, карбонатов, сульфатов и т. д. Для биохимического окисления органических веществ необходимо нали-чие в воде растворенного кислорода, за-пасы которого по мере расхода восстанав-ливаются за счет диффузии из атмосфе-ры. В чистых водоемах насыщение воды кислородом превышает 50% ¹. Ледяной по-кров, затрудняющий реаэрашно воды, отрицательно сказывается на самоочище-нии.

В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных ми-кроорганизмов. Они погибают вследствие обеднения воды питательными вещества-ми, бактерицидного действия солнечных лучей, бактериофагов и антибиотиков, выделяемых сапрофитами, и от других факторов.

В результате самоочищения загрязнен-ная вода становится прозрачной, непри-ятный запах исчезает, органические веще-ства минерализуются, часть патогенных микробов погибает, и вода приобретает те качества, которые она имела до загрязне-ния. Скорость самоочищения зависит от мощности водоема и степени его загряз-ненности.

Ценным показателем степени загрязненности воды органическими веществами и интенсивно-сти процессов самоочищения является биохими-ческое потребление кислорода (сокращенно БПК). БПК — это количество кислорода, необ-ходимое для полного биохимического окисления веществ, содержащихся в 1 л воды, при темпе-ратуре 20° С. Чем значительнее загрязнена во-да, тем больше ее БПК,. Так как определение БПК длительно — до 20 суток, то в санитарной практике часто ограничиваются определением БПК₅ ,т. е. биохимического потребления кисло-рода 1 л воды в течение 5 суток. Для природ-ных вод БПКэ составляет примерно 70% от пол-ного БПК₂₀. В чистых водоемах БПК₅, меньше 2 мг, в относительно чистых водоемах БПК₅ находится в пределах 2—4 мг О₂ на 1 л (БПК₂₀ составляет 3—6 мг О₂ на 1 л).

Способность водоема самоочищаться имеет пределы. При сильном загрязнении

¹Процент насыщения воды кислородом опре-деляют по формуле:

держание кислородав воде (в мг/л), аМ — мак-симальное количество кислорода (в мг), которое может раствориться в 1 л воды при данной тем-пературе воды в момент отбора пробы.

72

органическими веществами возникает не-достаток растворенного кислорода, отчего развивается анаэробная микрофлора. В результате гнилостных процессов вода и воздух над ней загрязняются зловонны-ми газами, и водоем выбывает из строя не только как источник водоснабжения, но и как оздоровительный и хозяйствен-ный объект. Снижение содержания ки-слорода в воде до 1,5—2 мг/л вызывает замор рыб, достигающий катастрофиче-ского характера при снижении до 1 мг/л. У небольших и особенно непроточных во-доемов способность к самоочищению не-велика.

При необходимости использовать от-крытый водоем для водоснабжения сле-дует, во-первых, отдать предпочтение крупным и проточным незарегулирован-ным водоемам, во-вторых, охранять водо-ем от загрязнения бытовыми и промыш-ленными сточными водами и, в-третьих, надежно обеззараживать воду. Часто, кроме обеззараживания, приходится еще очищать воду от взвешенных веществ и цветности.

В последнее время открытые водоемы все чаще используются как источники во-доснабжения для водопроводов. До 85% воды, подаваемой городскими водопрово-дами СССР, забирается из открытых во-доемов. Это объясняется развитием и усо-вершенствованием техники очистки и обеззараживания воды, а также тем, что огромное водопотребление современных крупных городов не может быть обеспе-чено подземными водами. В местностях, где протекают лишь небольшие реки, де-бит воды в них может оказаться недоста-точным для водоснабжения крупных го-родов. Для того чтобы разрешить вопрос водоснабжения, в подобных условиях искусственно повышают полноводность реки путем устройства плотин и водохра-нилищ, в которых собираются большие запасы воды во время паводка. В послед-ние годы исключительно широкое строи-тельство прудов и водоемов развернулось в местностях, бедных поверхностными и пресными грунтовыми водами, например в районах освоения целинных земель. При устройстве искусственных водохра-нилищ необходимо проводить ряд специ-альных мероприятий, чтобы обеспечить хорошее качество воды и предупредить ее цветение. Эти мероприятия состоят в

подготовке чаши будущего водохранили-ща, в частности освобождении ее терри-тории от растительности, углублении бе-регов, устройстве вокруг водохранилищ не менее стометровой защитной зоны зе-леных насаждений, запрещении вспахива-ния берегов и выпаса на них скота и т. д. В связи с изложенным о гигиенической характеристике водоисточников разного происхождения ГОСТ 2761 предусматри-вает при выборе источников водоснабже-ния в первую очередь ориентироваться на напорные, межпластовые — артезианские воды. При невозможности их использова-ния изыскивают другие в следующем по-рядке: а) межпластовые безнапорные во-ды, в том числе родниковые; б) грунто-вые воды; в) открытые водоемы.

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

МЕТОДОВ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА

ВОДЫ

Методов улучшения качества воды много, и они позволяют освободить воду от опасных микроорганизмов, взвешенных частиц, гуминовых соединений, придаю-щих воде цвет, от избытка солей (каль-ция, магния, железа, марганца, фтора и др.), дурнопахнущих газов, токсиче-ских и радиоактивных веществ.

Применение различных методов улуч-шения качества воды позволяет в макси-мальной мере использовать водные ре-сурсы местности и обеспечить население доброкачественной водой.

К числу наиболее часто применяемых методов улучшения качества воды на водо-проводах относятся: осветление — устра-нение мутности воды, обесцвечивание — устранение цветности воды, обеззаражи-вание — освобождение воды от патоген-ных микробов и вирусов.

Осветление и обесцвечивание воды

Осветление и частичное обесцвечивание воды достигаются путем длительного от- . стоя. Отстаивание основано на том, что в стоячей или медленно текущей воде взве-шенные вещества, имеющие большую плотность, чем вода, выпадают и осажда-ются на дно. Отстаивание осуществляется как в самих источниках водоснабжения, так и в водохранилищах. Но естествен-

73

ный отстой протекает медленно, и эффек-тивность обесцвечивания при нем невели-ка. Поэтому в настоящее время для освет-ления и обесцвечивания воды часто при-меняют химическую обработку коагулян-тами, ускоряющую осаждение взвешен-ных частиц.

Процесс осветления и обесцвечивания воды, как правило, завершают фильтро-ванием воды через слой зернистого мате-риала", например через песок или измель-ченный антрацит. Применяют два вида фильтрования — медленное и скорое.

Естественное отстаивание и медленное фильтрование воды.

Естественное отстаивание воды производят в горизонтальных отстойниках, представляющих собой резервуары глубиной в несколько метров, через которые вода движется непрерывно с очень малой скоростью. Вода пребывает в от-стойнике 4—8 часов. За это время осаждаются преимущественно грубодисперсные взвеси.

После отстаивания воду для окончательного осветления пропускают через медленно действу-ющий фильтр (рис. 18). Он представляет собой кирпичный или бетонный резервуар, на дне ко-торого устраивают дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб с отверстиями. Че-рез дренаж профильтрованная вода отводится из фильтра. Поверх дренажа загружают под-держивающий слой толщиной 0,7 м щебня, галь-ки и гравия постепенно уменьшающейся кверху крупности, не дающей вышележащему песку просыпаться в отверстия дренажа. На поддер-живающий слой загружают фильтрующий слой толщиной 1 м с диаметром зерен от 0,25 до 0,5 мм. Когда фильтр загружен, через него мед-ленно, со скоростью 0,1—0,3 м/ч, пропускают очищаемую воду.

Рис. 18. Схема песочного фильтра: а — слой воды; б — песок; в — гравий; г — дренаж.

Медленно действующие фильтры хорошо очи-щают воду только после «созревания». Процесс «созревания» состоит в следующем. В результа-те задержки находящихся в воде взвешенных примесей в верхнем слое песка размер пор на-столько уменьшается, что здесь начинают за-держиваться даже самые мелкие частицы, ли-чинки и яйца гельминтов и до 99% бактерий.

Одновременно в «созревшем» верхнем слое пес-ка, называемом биологической пленкой, проис-ходят ряд биологических процессов: минерали-зация органических веществ и гибель задержан-ных бактерий. Раз в 30—60 дней поверхностный слой загрязненного песка снимают.

Медленно действующие фильтры применяют на малых водопроводах, например для водо-снабжения сел, совхозов, где надежность дей-ствия при сравнительно простой эксплуатации имеет решающее значение.

Коагулирование, отстаивание и скорое фильтрование воды. Стремление ускорить осаждение взвешенных частиц, устранить цветность воды и ускорить процесс фильт-рования привело к использованию в прак-тике очистки воды коагулирования. Для этого к воде добавляют вещества, назы-ваемые коагулянтами: А1₂(S0₄)з, FеСL₃, FeSO₄ и др. Реагируя с растворенными в воде электролитами, коагулянты образу-ют гидроокиси, выпадающие с образова-нием быстро оседающих хлопьев. Обла-дая огромной активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, гидроокиси абсорбируют даже мельчай-шую отрицательно заряженную взвесь микробов и коллоидные гуминовые веще-ства, которые увлекаются на дно отстой-ника оседающими хлопьями. После осаж-дения хлопьев в отстойнике и прохожде-ния воды через фильтр, где задерживает-ся остаток их, получается прозрачный и бесцветный фильтрат. Применение коагу-лирования позволяет обесцветить воду, сократить срок отстаивания воды до 2— 3 ч и применить быстро действующие фильтры.

В качестве коагулянта чаще всего при-меняют сернокислый алюминий АL₂(S0₄)_з* * 18Н₂О. В воде он вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция: АL₂(50₄)_з + ЗСа (НСОз)₂ = 2А1(ОН)з+ + ЗСаSO₄ + бСО₂. Гидроокись алюминия А1(ОН)з плохо растворима в воде и вы-падает в виде хлопьев. 1 Коагулянт приме-няют в дозах от 30 до 200 мг на 1 л во-ды. Доза коагулянта, необходимая для обработки, зависит от цветности, мутно-сти, рН воды и многих других условий, отчего ее подбирают опытным путем. В последние годы применяют высокомоле-кулярные вещества — флоккулянты, в ничтожных дозах облегчающие и уско-ряющие коагуляцию. Например, полиак-риламид (ПАА) в дозе 0,5—2 мг на 1 л воды значительно ускоряет коагуляцию

74

Рис. 19. Схема обработки воды на скорых фильтрах:

1 — смеситель воды на скорых фильтрах: 1 — смеситель воды с раствором коагулянта; 2 — камера реакции; 3 — горизонтальный отстойник; 4 — скорый песочный фильтр.

и экономит коагулянт. В качестве флок-кул янта применяют также активирован-ную кремнекислоту.

Технология коагулирования и дальней-шей обработки воды состоит в следую-щем. 5% раствор коагулянта посредством специального дозирующего устройства в необходимом количестве подается в сме-ситель, где происходит быстрое перемеши-вание его с водой. Отсюда вода поступа-ет в камеру реакции, где в течение 10— 20 мин завершается процесс хлопьеобра-зования, и далее в резервуар-отстойник, где оседают хлопья. Размеры отстойника рассчитаны на 2—3-часовое отстаивание воды.

После коагуляции и отстаивания вода подается на скорые фильтры (рис. 19), в которых фильтрующий слой песка с вели-чиной зерен от 0,5 до 1 мм составляет 0,8 м. Скорость фильтрации воды 5—8 м/ч; она автоматически регулируется.

Вскоре после начала работы в верхнем слое песка образуется фильтрующая пленка, состоящая из не успевших осесть в отстойнике хлопьев коагулянта и при-ставших к ним частиц. Это улучшает про-цесс задержки взвешенных примесей и микробов. Спустя 8—12 ч работы пленка уплотняется, скорость фильтрации пада-ет, работу фильтра приостанавливают и для удаления пленки промывают его в те-чение 10—15 мин током чистой воды, на-правляемой снизу вверх.

После коагуляции, отстаивания и филь-трования вода становится прозрачной, обесцвечивается, освобождается от яиц гельминтов и от 70—98% содержащихся в ней микробов.

В последние годы в практику водоснаб-жения внедряются различные модифика-ции скорых фильтров (например, двух-

слойные), а также контактные осветли-тели. Контактные осветлители выполняют функцию смесителя, камеры реакции и фильтра, делая излишним отстойник. Они эффективны при очистке воды с мут-ностью, не превышающей 150 мг/л.

Обеззараживание воды

Обеззараживание принадлежит к числу наиболее широко применяемых методов улучшения качества воды. Оно применя-ется довольно часто при использовании подземных, главным образом грунтовых, вод и во всех случаях использования по-верхностных вод. Обеззараживание явля-ется обычно заключительным и наиболее важным процессом улучшения качества воды на водопроводе.

Обеззараживание воды может осущест-вляться химическими и физическими без-реагентными методами. При химических методах в воду вносятся обладающие бак-терицидным действием реагенты: газооб-разный хлор, различные соединения, со-держащие так называемый активный хлор, озон, соли серебра и др. К физиче-ским методам относятся кипячение, облу-чение ультрафиолетовыми лучами, воздей-ствие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, быстрыми электронами или гамма-лучами и др. В настоящее время наибольшее распространение име-ют: на водопроводах — хлорирование, озо-нирование, облучение ультрафиолетовыми лучами, а в условиях местного водоснаб-жения — кипячение.

Хлорирование воды. Россия была одной из первых стран, в которой хлорирование воды стало применяться на водопроводах (1910). Однако оно применялось лишь при вспышках водных эпидемий. После

75

победы Великой Октябрьской социалисти-ческой революции хлорирование применя-ется на всех водопроводах, забирающих воду из открытых водоемов. Кроме того, хлорирование осуществляется на ряде во-допроводов с ненадежными в эпидемиоло-гическом отношении подземными источни-ками. В настоящее время хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических ме-роприятий, сыгравших огромную роль в • предупреждении водных эпидемий.

Столь широкое применение хлорирова-ния объясняется надежностью обеззара-живания, доступностью осуществления и экономическими преимуществами.

Существуют многочисленные способы хлорирования, например хлорирование обычными и «послепереломными» дозами хлора, хлорирование с аммонизацией, су-перхлорирование, хлорирование хлорами-новыми таблетками и т. д. Это позволяет применять хлорирование в разных услови-ях — на крупном водопроводе и для обез-зараживания воды в бочке на полевом стане, на небольшом колхозном водопро-воде и во фляге с водой.

Принцип хлорирования основан на об-работке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в ак-тивной форме, обладающей окислитель-ным и бактерицидным действием. Химизм происходящих процессов объясняют сле-дующим образом. При добавлении хлора к воде происходит гидролиз его: Сl₂+ + НОН = HОС1 + НС1, т. е. образуются соляная и хлорноватистая кислоты. Во всех гипотезах, 'пытающихся объяснить механизм бактерицидного действия хло-ра, хлорноватистой кислоте отводится центральное место.

Ранее полагали, что хлорноватистая кислота разлагается в воде с выделением атомарного кислорода (по уравнению НОС1 = НС1 + О), который выполняет роль основного бактерицидного агента. В настоящее время это объяснение при-знано недостаточным. Оказалось, что в природных водах хлорноватистая кислота при рН более 6,0 диссоциирует на ионы Н^- и ОС1⁺ (гипохлорит-ион) по уравне-нию НОС1 = Н^- + ОС1⁺. При рН = 7,2 в воде находится примерно одина-ковое количество хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, а с повышением вели-чины рН равновесие сдвигается вправо.

Хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, рассматривают как свободный ак-тивный хлор, так как новейшими иссле-дованиями показано, что при хлорирова-нии воды бактерицидное действие опреде-ляется в основном концентрацией хлорно-ватистой кислоты и несколько менее ги-похлорит-ионом.

Небольшие размеры молекулы и элек-трическая нейтральность позволяют хлор-новатистой кислоте быстро пройти через оболочку бактериальной клетки и воз-действовать на клеточные ферменты, су-щественно важные для обмена веществ и процессов размножения клетки. Предпола-гается, что реакция идет с SН-группами ферментов, которые окисляются хлорнова-тистой кислотой и гипохлорит-ионом. Вы-сказанная гипотеза в значительной мере подтверждена экспериментально.

При электронной микроскопии кишеч-ной палочки, подвергшейся воздействию хлора, выявлено повреждение клеточной оболочки, нарушение ее проницаемости, уменьшение объема клетки.

Надежный обеззараживающий эффект при хлорировании достигается в том слу-чае, если после 30—60 мин обеззаражи-вания в воде остается 0,3—0,5 мг\л сво-бодного хлора или 0,8-1,2 мг/л связан-ного хлора, свидетельствующее о доста-точном количестве введенного в воду де-зинфицирующего агента. При санитарном контроле воды на водопроводах содержа-ние остаточного хлора в ней определяют каждый час. Не реже одного раза в сутки отбирают пробу воды для бактериологи-ческого исследования.

Гигиенические исследования, выполнен-ные на экспериментальных животных (в течение 9 лет на 7 поколениях) и добро-вольцах, показали, что употребление хло-рированой воды даже с большой кон-центрацией остаточного свободного хло-ра (2,5 мг/л и более) не вызывает ка-кой-либо патологии. У добровольцев не отмечалось раздражения эпителия слизи-стой оболочки рта и негативного влияния на секрецию желудочного сока, а у жи-вотных не отразилось на темпах роста, картине периферической крови, функцио-нальном состоянии внутренних органов, функции размножения; частота возникно-вения злокачественных опухолей была та-кой же, как в контроле; не наблюдалось

76

укорочения длительности жизни живот-ных. О безопасности употребления хлори-рованной воды свидетельствует и много-летний опыт применения этого метода обеззараживания воды почти во всех странах мира.

Однако в последние годы возник вопрос о безопасности хлорированной воды в связи с со-общением о наличии статистически достоверной связи между концентрацией хлороформа (кан-церогенно активного вещества) в воде 50 водо-проводных станций США и уровнем смерти от рака людей, потребляющих эту воду. Дальней-шие исследования показали, что различные хлорорганические соединения (хлороформ, тет-рахлсрэтилеп и др.) и полпхлорированные би-фенилы (также канцерогенные вещества) часто присутствуют в воде открытых водоемов США, сильно загрязняемых сточными водами. Кроме того, хлороформ и другие хлорорганические со-единения могут образовываться в небольших количествах в процессе хлорирования воды. Эти факты свидетельствуют о необходимости даль-нейшего совершенствования методов обработки воды с целью предупреждения образования по-тенциально опасных веществ или снижения их концентрации. В частности, это может быть до-стигнуто лучшей очисткой воды перед хлориро-ванием, применением минимально необходимых для обеззараживания доз хлора, использовани-ем метода хлорирования с преаммонизацией, фильтрованием хлорированной воды через филь­тры с активированным углем, сорбирующим хлорорганические соединения. На небольших водопроводах может применяться аэрирование воды, при котором из нее удаляется до 90% хлороформа и других летучих соединений.

На крупных водопроводах для хлори­рования воды применяют газообразный хлор. Хлор поступает в стальных балло­нах или цистернах в жидком виде. На водопроводных станциях к баллону при­соединяют специальные аппараты — хло­раторы, дозирующие поступление хлора в обеззараживаемую воду (рис. 20).

На небольших водопроводах, а также в случае необходимости обеззаразить не­большие объемы воды в бочках или дру­гих резервуарах вместо хлора пользуются

хлорной известью (3Са(OCl)₂ • СаО ∙ Н₂О).

Бактерицидное действие хлорной извести обязано группе (ОС1), которая в водной среде образует хлорноватистую кислоту

Ca(Cl)₂+H₂O=Ca(OH)₂+HCl+HOCl

Хлорная известь содержит до 36% ак­тивного хлора. При хранении она разла­гается. Свет, влажность и высокая тем­пература ускоряют потерю активного хло­ра. Поэтому хлорную известь хранят в

Рис. 20. Хлоратор, используемый для непрерыв­ного дозирования газообразного хлора в обез­зараживаемую воду.

бочках в темном, прохладном, сухом, хо­рошо проветриваемом помещении, а перед использованием проверяют ее активность в санитарной лаборатории. В среднем для расчетов принимают содержание актив­ного хлора в хлорной извести равным 25%. Кроме хлора и хлорной извести, для обеззараживания воды можно применять двутретьосновную соль гипохлорита каль­ция (ДТСГК), двуокись хлора (СlO₂), гипохлорит кальция Са(ОС1)₂ и различ­ные хлорамины. Органическими хлорами-нами называют производные NНз, у кото­рых один атом водорода замещен на ор­ганический радикал, а один или оба дру­гих замещены на хлор (RNНС1 или RNС1₂). К неорганическим хлораминам относятся соединения, получающиеся в результате ваимодействия хлора с амми­аком или солями аммония. Хлорамины обладают окислительными и бактерицид- ными свойствами, но более слабыми, чем хлор, хлорная известь или ДТСГК

Обычное хлорирование (по хлорпотребности). При этом методе хлори­рования большое значение имеет правиль­ный выбор дозы активного хлора, необхо­димой для надежного обеззараживания воды.

При обеззараживании воды лишь 1 — 2% активного хлора затрачивается на не-

77

Таблица 8

Ориентировочная хлор потребность воды различного происхождения (из Инструкции по обеззараживанию хозяйственно-питьевой воды хлором при централизованном и местном

водоснабжении)

	Необходимо для обеззаражи­вания, мг/л		Необходимое ко­личество 1% рас-
	активного хлора	25% хлорной извести	твора хлорной из­вести, мл на 1 л воды
Межпластовая (артезианская); осветленная и обесцве­ченная вода крупных рек и озер Колодезная прозрачная и бесцветная; осветленная и обесцвеченная вода малых рек Вода крупных рек и озер Мутная и цветная вода из колодцев и прудов	1—1,5 1,5—2 2—3 3—5	4—6 6—8 8—12 12—20	0,4—0,6 0,6—0,8 0,8—3,2 1,2—2,0

посредственное бактерицидное действие. Остальной хлор вступает во взаимодей­ствие с легко окисляющимися минераль­ными и органическими соединениями, на­ходящимися в воде, и поглощается взве-шенными веществами. Всё эти формы связывания хлора объединяются в поня­тие хлорпоглощаемость воды.

Поскольку природные воды имеют раз­личный состав, то и хлорпоглощаемость .у них различна. Если ввести в воду хлор в количестве большем, чем хлорпоглощае­мость, на 0,5 мг/л, он делает воду непри­годной для питья, придавая ей хлорный привкус и запах. Поэтому при обеззара­живании добавляют в воду такое количе­ство хлорсодержащего препарата, чтобы после обработки вода содержала 0,3— 0,5 мг/л так называемого остаточного свободного или 0,6—1 мг остаточного хло-раминного хлора, который, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания, поскольку имеется не­который избыток хлора. Количество ак-тивного хлора. в миллиграммах, необходи­мое для обеззараживания 1л воды, назы­вают хлорпотребностью.

Хлорпотребность воды определяют пу­тем опытного хлорирования определенных объемов подлежащей обеззараживанию воды разными дозами хлора или хлорной извести. При подборе дозы хлора в поле­вых условиях ориентировочно можно поль­зоваться табл. 8.

Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного

обеззараживания является хорошее смс-щение__и достаточный контакт хлора с во­дой. Контакт воды с хлором должен быть летом не менее 30 минут, а зимой не ме­нее 1 часа.

Наличие в воде взвешенных частиц, гу-миновых и других органических соедине­ний снижает действие хлора. Поэтому для надежного обеззараживания мутные и цветные воды рекомендуется предвари­тельно осветлять и обесцвечивать.

В тех случаях, когда требуется хлорировать воду, находящуюся в бочке или другом резер­вуаре, определяют объем последнего и рассчи­тывают количество хлорной извести, необходи­мое для обеззараживания. Отвесив нужное ко­личество, его вносят в бутыль или какую-либо другую посуду, добавляют такое количество воды, чтобы получился приблизительно 1—2% раствор, тщательно перемешивают хлорную из­весть с водой, дают ей отстояться и осветленный раствор добавляют к дезинфицируемой воде. Воду с раствором хлорной извести тщательно перемешивают и оставляют на 30—60 минут. После этого, определив наличие остаточного хлора и органолептические качества воды, раз­решают пользование ею.

При описанном методе хлорирования по хлорпотребности вода надежно обеззара­живается от патогенных бактерий, образу­ющих лишь вегетативные формы (напри­мер, возбудители острых кишечных инфек­ций, туляремии, лептоспироза) и вирусов. Вода, содержащая цисты дизентерийной амебы, споровые формы сибирской язвы, яйца гельминтов, не обеззараживается этим методом. Кроме обычного хлориро­вания по хлорпотребности применяют и другие модификации хлорирования: двой-

78

ное хлорирование, хлорирование с аммо-низацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование. На многих реч­ных водопроводах хлор подается в воду первый раз перед отстойниками, а вто­рой — как обычно, после фильтров. Вве­дение хлора перед отстойниками улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подав­ляет рост микрофлоры в очистных соору­жениях, увеличивает надежность обезза­раживания, однако возрастает возмож­ность образования хлорорганических со­единений.

Хлорирование с преаммонизацией. При этом способе хлорирования в обеззаражи­ваемую воду вводят раствор аммиака, а через 0.5—2 мин. — хлор. При этом в воде образуются обладающие бактерицидным действием хлорамины, NH₂Cl — монохлор­амин и NH₂Cl — дихлорамин, из которых монохлорамин обладает несколько более выраженным бактерицидным действием. Эффективность хлорирования с аммониза-цией зависит от соотношения NНз: С1, причем применяют дозировки этих реаген­тов в соотношениях 1 : 3, 1 :4, 1 : 6, 1:8. Для воды каждого источника приходится подбирать наиболее эффективное соотно­шение.

Метод преаммонизации применяется с целью предупреждения неприятных запа­хов, возникающих иногда при хлорирова­нии воды, содержащей фенолы или фено-лоподобные вещества. Образующиеся хлорфенолы даже в ничтожных концентра­циях придают воде аптечный привкус и за­пах. Хлорамины же, обладая более сла­бым окислительным потенциалом, не обра­зуют с фенолами хлорфенолов.

Скорость обеззараживания воды хлора-минами меньше скорости обеззараживания хлором, поэтому продолжительность дезин­фекции воды при хлорировании с преам­монизацией должна быть не менее 2 ч.

Перехлорирование. При этом методе к воде добавляют большие дозы хлора, на­пример, 10—20 мг/л, вследствие чего на-дежный бактерицидный эффект достигае­тся уже при 15-минутной экспозиции. При перехлорировании в течение 30—60 минут достаточно надежно обеззараживаются даже мутные воды. От воздействия боль­ших доз хлора погибают столь стойкие к хлору возбудители, как риккетсии Берне-та, цисты дизентерийной амебы, туберку-

лезные бактерии и вирусы. Однако и при этих дозах хлора не может быть достиг­нуто надежное обеззараживание воды от спор сибирской язвы и яиц гельминтов. После обеззараживания перехлорировани-ем в воде остается большой избыток хло­ра. Процесс освобождения воды от него носит название дехлорирования. Воду де­хлорируют фильтрованием через слой ак­тивированного угля или путем добавления к ней гипосульфита натрия (Na₂S₂O₃∙ ∙5Н₂О) в количестве 3,5 мг на 1 мг оста­точного хлора. Перехлорирование воды применяется преимущественно в экспеди­циях и военных условиях.

Озонирование воды. Озон в воде раз­лагается с образованием атомарного кис­лорода: О_з = О₂ + О. В последнее время доказано, что механизм распада озона в воде сложнее — протекает ряд промежу­точных реакций с образованием свободных радикалов (например, НО₂), также обла­дающих окислительными свойствами. Бо-лее сильное окислительное и бактерицид­ное действие озона, чем хлора, объясняют тем, что его окислительный потенциал (+1,9 в) больше окислительного потенциа­ла хлора (+1,36 в). Озонирование с ги­гиенической точки зрения является одним из лучших методов обеззараживания во­ды. При озонировании вода обеззаражива­ется надежно, разрушаются органические примеси, а органолептические свойства ее не только не ухудшаются, как при хлори­ровании и кипячении, а даже улучшаются: уменьшается цветность воды, устраняются посторонние привкусы и запахи. Вода при­обретает приятный голубоватый оттенок, и население приравнивает ее к ключевой. Избыток озона быстро распадается с об­разованием кислорода.

Доза озона, необходимая для обеззара­живания, для большинства вод от 0,5 до 6 мг/л; для обесцвечивания и улучшения органолептических свойств воды могут тре­боваться и большие дозы. Продолжитель­ность обеззараживания воды с помощью озона — 3—5 минут.

Остаточного озона (после камеры сме­шения) должно быть 0,1—0,3 мг/л. В Со­ветском Союзе озонирование воды частич­но применяется на водопроводах Москвы, Киева, Донбасса и др. (рис. 21). Совер­шенствование аппаратуры для получения озона (озонаторов) и удешевление элек-

79

Рис. 21. Принципиальная схема установки обеззараживания воды озоном на Днепровском

водопроводе г. Киева:

1 — теплообменник; 2 — воздух; 3 — компрессор; 4 — холодильная установка; 5 — осушитель; 6 — озонатор;

7 — трансформатор; 8 — выход озонированной воды; 9 — контактная колонна; 10—подача воды на обработку'.

троэнергии откроет более широкие перспек­тивы для применения озонирования на во­допроводах.

Облучение воды ультрафиолетовыми лу­чами. Еще в конце прошлого столетия А. Н. Маклаковым было установлено, что короткие ультрафиолетовые лучи облада­ют бактерицидным действием. Максималь­но эффективными оказались лучи с дли-

Рис. 22. Установка Академии коммунального хозяйства для обеззараживания воды ультра­фиолетовыми лучами (вода последовательно облучается ультрафиолетовыми лучами в ряде секций).

80

ной волны 250—260 нм, проникающие да­же через 25-сантиметровый слой прозрач­ной и бесцветной воды (рис. 22).

Обеззараживание воды ультрафиолето­выми лучами происходит весьма быстро: при 1—2 минутах облучения погибают ве­гетативные формы патогенных микроор­ганизмов. Мутность, а особенно цветность и соли железа, уменьшая проницаемость воды для бактерицидных лучей, замедля­ют обеззараживание.

Таким образом, необходимой предпосыл­кой для надежного обеззараживания во­ды ультрафиолетовыми лучами является ее предварительное осветление и обесцве­чивание.

Облучение ультрафиолетовыми лучами имеет ряд преимуществ перед хлорирова­нием. Бактерицидные лучи не денатуриру­ют воду и не изменяют ее органолептиче-ских свойств, а также обладают более широким спектром абиотического дей­ствия. Их губительное действие распро­страняется на споры, вирусы и яйца гель­минтов, устойчивые к хлору.

Кипячение воды. Кипячение является простым и в то же время наиболее.надеж­ным методом обеззараживания воды.

Вегетативные формы патогенных мик­роорганизмов погибают после 20—40-се-кундного нагревания при температуре 80°, и поэтому в момент закипания вода уже фактически обеззаражена, а при 3—5-ми­нутном кипении имеется полная гарантия ее безопасности даже при сильном загряз-

нении взвешенными веществами и микро­бами.

При 30-минутном кипячении погибает подавляющее большинство споровых форм микробов, т. е. достигается стерилизация воды. В то время как хлорирование неэф­фективно действует на споры сибирской язвы, яйца и личинки гельминтов, кипяче­ние убивает их. При 30-минутном кипяче­нии разрушается ботулинический токсин.

К факторам, препятствующим и ограни­чивающим возможность широкого приме­нения кипячения как метода обеззаражи­вания воды, относятся: невозможность при­менения кипячения для обеззараживания больших количеств воды на водопроводах, ухудшение вкуса воды из-за улетучивания газов, необходимость охлаждения воды и быстрое развитие микроорганизмов в кипя­ченой воде в случае ее вторичного загряз­нения.

При пользовании водой, не прошедшей централизованного обеззараживания, ки­пячение часто применяется в быту, в боль­ницах, школах, детских учреждениях, на производствах, железнодорожных стан­циях и т. д. Для этой цели широкое при­менение получили кипятильники непре­рывного действия с производительностью от 100 до 1000 л/ч. Действие последних основано на перебрасывании кипящей во­ды из котла в бак, служащий для ее раз­бора.

При использовании кипяченой воды для питьевого водоснабжения нужно особо тщательно мыть бачки для кипяченой воды перед их заполнением, а также еже­дневно сменять воду, учитывая быстрое развитие микроорганизмов в кипяченой воде.

Специальные методы улучшения качества воды

Традиционная технология очистки во­ды на водопроводах, предназначенная для осветления, обесцвечивания и обеззаражи­вания, обладает лишь ограниченным барь­ерным действием в отношении многих хи­мических веществ, которые при несоблю­дении санитарных правил промышленны­ми предприятиями и другими объектами могут загрязнять водоемы, особенно в рай­онах с высокой плотностью населения и развитой промышленностью. Повышение барьерной роли водопроводных сооруже­ний в отношении некоторых загрязнений

(нефть, ДДТ и др.) достигается примене­нием повышенных доз коагулянтов и фло-ккулянтов, увеличением времени отстаива­ния, снижением скорости фильтрации, при­менением двойного хлорирования или пе­рехлорирования. Если этого недостаточно, то в зависимости от состава и концентра­ции загрязнений используют сильные окис­лители (озон, перманганат калия), сорбен­ты (активированный уголь в гранулиро­ванном или порошкообразном виде), ионо­обменные материалы, а нередко сочетание нескольких методов.

Дезодорация — устранение привкусов и запахов воды — достигается аэрированием воды, обработкой ее окислителями (озони­рование, двуокись хлора, большие дозы хлора, марганцовокислый калий), филь­трованием через слой активированного угля, адсорбирующего дурнопахнущие ве­щества, и углеванием, т. е. путем введе­ния в воду до отстаивания порошкообраз­ного активированного угля. Выбор метода дезодорации зависит от происхождения привкусов и запахов.

Обезжелезивание производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах — градирнях. При этом двухвалентное железо окисляет­ся в гидрат окиси железа, осаждающийся в отстойнике или задерживаемый на филь­тре.

Умягчение. Старым способом умягчения воды является содово-известковый, при ко­тором кальций и магний осаждаются в от­стойнике в виде нерастворимых солей (СаСОз, МgСОз и др.).

Более современным является фильтрова­ние умягчаемой воды через фильтры, за­полненные ионитами. Ионитами называют твердые нерастзоримые, зернистые, напо­добие песка, материалы, обладающие свой­ством обменивать содержащиеся в них ионы на ионы солей, растворенных в воде. Иониты, обменивающие свои катионы (Н⁺, Nа⁺), называются катионитами, об­менивающие анионы (ОН^-),— анионитами, Иониты могут быть естественного и ис­кусственного происхождения (обработан­ный серной кислотой уголь, синтетические ионообменные смолы). Применяя фильтро­вание воды через катионит, можно удалить из нее катионы, фильтруя ее через анио-нит — удалить анионы.

При фильтровании воды ионообменные свойства ионитов постепенно падают. Пос-

6 3—1011

81

ле истощения обменных свойств иониты могут быть регенерированы (восстановле­ны). Катиониты регенерируют промывани­ем разбавленным раствором кислоты или крепким раствором хлористого натрия, аниониты — промыванием раствором ще­лочи.

Для умягчения воды применяют филь­трование воды через слой естественных (глауконитовые пески) или искусственных катеонитов толщиной 2—4 м. При этом ионы Са²⁺ и Мg²⁺ воды обмениваются на ионы Nа⁺ или ионы Н⁺ катионита.

Опреснение. Последовательное фильтро­вание воды сначала через катионит, а за­тем через аиионит позволяет освободить воду от всех растворенных в ней солей и потому применяется с целью опреснения (рис. 23). Процесс опреснения можно про­иллюстрировать на примере удаления из воды хлористого натрия:

аатиоиит— H+NaСl-катионит — Na+HС1; аиионит — ОН + НС1-»анионит —- С1 + H₂0.

Ионитовые установки для опреснения зоды могут быть как стационарные, так и передвижные (экспедиции, полевые станы, войска).

Для опреснения воды на водопроводах, морских судах применяют термический метод, основанный на выпаривании воды с последующей конденсацией паров. Жела­тельно, чтобы содержание минеральных солей в опресненной воде было не менее 100—200 мг/л. Поэтому в случае необхо­димости к пей добавляют часть неопрес-ненной воды.

Рис. 23. Схема ионообменной опреснительной установки:

1 — катионитовкй фильтр; 2 — анконитовый фильтр;

3 — дегазатор; 4—резервуар для опресненной воды;

5—насос; 6—бак для регенерационного раствора

кислоты; 7 — то же для растаора щелочи.

Кроме описанных методов для опрес­нения воды применяют также электродиа­лиз с использованием селективных мемб­ран, вымораживане и другие методы.

Дезактивация. При коагуляции, отстаи­вании и фильтрации воды на водопрово­дах содержание радиоактивных веществ в ней снижается лишь на 70—80%. Для бе­лее глубокой дезактивации воду фильт­руют через катио- и аниообменные смолы.

Обесфторивание воды. При необходимо­сти освободить воду от избытка фтора ее фильтруют через анионообменные смолы: анионит ОН + RF= анионит —F + RОН. Чаще синтетических смол в качестве ионо­обменного материала используют с боль­шим успехом активированную окись алю­миния. Иногда имеется возможность сни­зить содержание фтора в воде до опти­мальных величин за счет разбавления.во­дой из другого источника, содержащей ни­чтожные количества фтора.

Фторирование воды. В последние годы большое внимание исследователи уделяют фторированию воды, т. е. искусственному добавлению к ней фтористых соединений с целью уменьшения заболеваемости ка­риесом зубов. Кариес зубов принадлежит к числу наиболее распространенных забо­леваний человека. Кариес зубов приводит не только к потере зубов, но и к другим заболеваниям полости рта и костей (на­пример, к остеомиелиту челюстных кос­тей), хрониосепсису и ревматизму, различ­ным заболеваниям желудочно-кишечного тракта в связи с ухудшением разжевыва­ния пищи и замедлением эвакуации ее из желудка. Несмотря на применяющиеся стоматологами в разных странах меры борьбы с кариесом, заболеваемость им имеет почти повсеместную тенденцию к росту. В настоящее время обращаемость стоматологических больных в поликлини­ки занимает второе место после обращае­мости к терапевтам.

Как показали наблюдения, в СССР и других странах употребление фторирован­ной воды снижает заболеваемость карие­сом на 50—75%, т. е. в 2—4 раза. В наи­большей мере противокариозное действие фтора проявляется в том случае, когда человек употребляет фторированную воду с раннего детского возраста. Комплексная профилактика путем фторирования воды, рационализация питания и проведения мер по гигиене полости рта позволяют сни­зить заболеваемость кариесом на 80—90%. ВОЗ рассматривает фторирование воды как одно из крупнейших достижений про­филактической медицины нашего времени.

82

С 1964 г. принято решение о широком внедрении фторирования воды на хозяй­ственно-питьевых водопроводах СССР в том случае, если естественное содержа­ние фтора в воде менее 0,5 мг/л. В настоя­щее время вода фторируется в десятках городов (Ленинград, Киев, Таллин, Мур­манск, Ивано-Франковск, Дубна и др.).

Фторирование осуществляют путем до­бавления к прошедшей очистку воде рас­твора фторсодержащего соединения (фто­ристый или кремнефтористый натрий, кремиефтористая кислота и др.) в таком количестве, чтобы концентрация фтор-иона в воде была оптимальной для данных кли­матических условий.

САНИТАРНЫЙ НАДЗОР

ЗА ВОДОСНАБЖЕНИЕМ

Значение воды для здоровья населения определяет важную роль санитарного над­зора за водоснабжением населенных мест. Характер и объем санитарного надзора зависят от системы водоснабжения в на­селенном пункте.

Различают два вида водоснабжения: 3) децентрализованное, или местное, и 2) централизованное— водопровод. При местном водоснабжении вода разбирается непосредственно из источников водоснаб­жения, например из колодцев, родников, и доставляется к месту потребления с по­мощью различной тары: кувшинов, ведер, бочек, автоцистерн. При централизованном водоснабжении вода из источников пода­ется потребителям по сети трубопро­водов.

Водопровод

Централизованная система водоснабже­ния, являясь более совершенной, чем мест­ная, все более вытесняет ее. При устрой­стве водопровода есть возможность вы­брать лучшие водоисточники, охранять их от загрязнения, технически правильно обо­рудовать, если необходимо, очищать и обеззараживать воду, осуществлять ква­лифицированный предупредительный и те­кущий санитарный надзор. Этими мерами обеспечивается высокое качество водопро­водной воды. Кроме того, поступление не­ограниченного количества воды непосред­ственно в жилища облегчает водопользо-

вание и способствует повышению санитар­ной культуры населения. В населенном пункте, где имеется водопровод, возможно устройство канализации.

В СССР строительство водопровода ста­ло существенной частью плановых работ по социалистической реконструкции и бла­гоустройству населенных мест. Если в до­революционной России водопроводы име­лись лишь в 215 городах, то при Совет­ской власти картина изменилась, и с 1917 по 1967 г. в СССР построены водопроводы еще в 1461 городе, а также во многих тысячах рабочих поселков и сел, совхозах и колхозах. Подача воды на одного чело­века в крупных городах СССР достигает 300—500 л/сутки. В Москве, Ленинграде, Киеве и многих других городах построены водоочистные станции, где применяются самые современные и наиболее эффектив­ные методы очистки и обеззараживания воды.

Проектирование водопровода начинают с расчета потребности населенного пункта в воде (табл. 9) и выбора водоисточника.

Головные сооружения водопровода и во­допроводная сеть. Каждый водопровод со­стоит из головных сооружений и водопро­водной сети.

Головными сооружениями водопровода из подземных источников водоснабжения являются (рис. 24) трубчатый колодец, на­сосная станция первого подъема, подни­мающая воду на поверхность земли в ре­зервуар, в случае надобности установка для обеззараживания воды и насосная станция второго подъема, подающая воду

Таблица 9

Средние нормы водопотребления для жилых районов (по СНиП П-31-74)

Степень благоустройства района ЖИЛОЙ ЗОНЫ	Среднее (за ГОД) ВОДОЛОТ- ребление на I жителя (л/сут)
Застройка зданиями, оборудо­ванными: внутренним водопроводом и канализацией без ванн ваннами и местными водона­гревателями централизованным горячим во­доснабжением В жилых районах с водопрово­дом, но с уличными водоразбор­ными колонками	125—160 160—230 230—350 30—50

83

Рис. 24. Примерная схема головных сооруже­ний водопровода из подземных источников:

1 — трубчатый колодец; 2 — насосная станция перво­го подъема; 3 — резервуар; 4 — насосная станция вто­рого подъема; 5 — водонапорная башня; 6 — водона­порная сеть.

в напорный резервуар. От последнего от­ходит водовод с сетью трубопроводов, раз­водящих воду в каждый дом или водораз­борные колонки. Последние следует рас­полагать на расстоянии не более чем на 100 м друг от друга.

В тех местностях, где доброкачествен­ные подземные воды отсутствуют или их недостаточно для снабжения водой круп­ного водопровода, используют открытые водоемы.

Головными сооружениями водопровода, питающегося водой из открытого водоема, являются сооружения для забора и улуч­шения качества воды, резервуар для чис­той воды, насосное хозяйство и водона­порная башня. От нее отходит водовод и разводящая сеть трубопроводов (рис. 25), которую во избежание замерзания воды закладывают в зависимости от климата на глубине от 1,25 до 4 м.

В настоящее время случаи водных ин­фекций в городах связаны не столько с не­качественной эксплуатацией головных во­допроводных сооружений, сколько с про­никновением загрязнений в водопроводную сеть. Если в водопроводе имеют место пе­рерывы в подаче воды, то давление в сети падает и может даже стать отрицатель-

ным, что способствует засасыванию загряз­нений в негерметичных местах стыковки трубопровода.

Водопроводная сеть должна быть водо­непроницаема. Коррозия и нарушение гер­метичности старых водопроводных труб создают возможности загрязнения водо­проводной воды. Во избежание загрязне­ний водопроводные трубы располагают вдали от выгребов уборных, канализаци­онных труб и других потенциальных ис­точников загрязнения почвы. В случае пе­ресечения водопроводные трубы должны располагаться выше канализационных труб и не ближе чем на 0,5 м от них. В местах пересечения вокруг канализаци­онных труб устраивают кожух из трубы большего диаметра, заполняя свободное пространство жирной глиной.

Устройство каких-либо соединений меж­ду техническими водопроводами и хозяй­ственно-питьевым водопроводом запрещае­тся. Несоблюдение этого правила неодно­кратно приводило к проникновению техни­ческой воды в хозяйственно-питьевой водопровод и к вспышкам водных эпи­демий.

Перед началом эксплуатации или после ремонта производят дезинфекцию сети, пропуская через трубопроводы в течение 2 ч воду с содержанием активного хлора 75—100 мг/л или заполняя ею водопрозод-ную сеть на 10—20 ч.

Конструкция водоразборных уличных колонок не должна допускать замерзания в них воды и ее загрязнения.

В СССР чаще всего водораспредели­тельную сеть изготовляют из стальных труб. Трубы из других материалов, а так­же внутренние антикоррозионные покры­тия могут использоваться лишь после ги­гиенической апробации и разрешения са­нитарных органов.

Рис. 25. Примерная схема водопровода с забором воды из реки:

1 — водоем; 2 —заборные трубы и береговой колодец; 3 — насосная станция первого подъема; 4 —очистные

сооружения; 5 — резерзуары чистой воды; 6 —насосная станция второго подъема; " — трубопровод; 8 —

водонапорная башня; 9—разводящая сеть; 10 — места потребления воды.

84

Санитарный контроль за качеством водопроводной воды

Лабораторному контролю подлежит: 1) качество воды, поступающей в водо­проводную сеть,— оно характеризует каче­ство воды в источнике водоснабжения и эффективность обработки воды на очист­ных сооружениях; 2) качество воды из распределительной сети, характеризующее ее санитарное состояние и влияние на по­даваемую в сеть воду.

ГОСТ 2874—73 регламентирует мини­мальную частоту отбора проб воды, по­ступающей в сеть.

Для контроля водораспределительной се­ти отбирают пробы воды из уличных во­доразборных колонок (поочередно), а так­же из кранов внутридомовой сети в мес­тах, ближайших к головным сооружениям и наиболее отдаленных от них, на основ­ных магистральных водопроводных лини­ях, из. наиболее возвышенных и тупиковых участков. В пробах воды из сети опреде­ляют: коли-индекс, микробное число в I мл, мутность, цветность, запах, привкус и количество остаточного хлора.

Санитарная охрана водопроводов

Для обеспечения высокого качества во­допроводной воды первостепенное значение наряду с очисткой воды имеет санитарная охрана водоемов от загрязнения, так как обычные водоочистные сооружения не мо­гут обеспечить необходимого качества во­ды в случае спуска в водоем сточных вод, содержащих ядовитые вещества, или при весьма интенсивном бактериальном зара­жении воды.

Задача охраны водоемов могла быть решена в полной мере лишь в социалисти­ческом государстве. 17.05.1937 г. было из­дано постановление ЦИК и СНК. СССР за № 96/834 «О санитарной охране водо­проводов и источников водоснабжения».

Зоны санитарной охраны

Зона санитарной охраны водопровода из открытых водоемов. Под зоной сани­тарной охраны водопровода понимают оп­ределенный участок территории вокруг ис­точника водоснабжения и головных водо­проводных сооружений. В пределах зоны

устанавливается особый режим с целью предупреждения неблагоприятных измене­ний в качестве и количестве водопровод­ной воды. Само собой разумеется, что на участках, примыкающих или близко рас­положенных к источникам водоснабжения и водопроводным сооружениям, должны применяться более строгие меры санитар­ной охраны, чем на удаленных территори­ях. Поэтому зона санитарной охраны для водопроводов, берущих воду из открытых водоемов, состоит из двух поясов.

Первый пояс, или зона строгого режима, включает участок источника в месте за­бора воды и территорию, на которой нахо­дятся головные сооружения водопровода: насосные станции, водоочистные сооруже­ния, резервуары чистой воды. Эта терри­тория ограждается и охраняется; доступ посторонним лицам в нее запрещен. Про­живание на территории зоны воспрещает­ся. Вся территория должна быть озелене­на и образцово благоустроена, причем осо­бое внимание обращается на отвод атмо­сферных вод с территории зоны ниже места забора воды.

Во всех помещениях должна поддержи­ваться безукоризненная чистота. В здани­ях должны быть устроены канализованные уборные. Для персонала обязательны: пе­риодические медицинские осмотры, обсле­дование на бациллоносительство, санитар­ные знания в соответствии с объемом вы­полняемой работы, строгое соблюдение правил личной гигиены. В пределах пер­вого пояса зоны строго воспрещается поль­зование водоемом для каких бы то ни бы­ло целей (катание на лодках, купание, стирка белья, рыбная ловля, водопой ско­та, забор льда и т. д.). Если река неболь­шая, то в зону строгого режима входит участок берега напротив места забора во­ды.

Режим первого пояса направлен на то, чтобы исключить возможность случайного или умышленного загрязнения воды в наи­более ответственных частях водопровода.

Второй пояс, или зона ограничения, включает территорию, окружающую водо­ем и его притоки. Разумеется, зона огра­ничения распространяется от места забора воды, преимущественно вверх по течению проточного водоема, иногда на десятки ки­лометров. Вниз по течению зона ограни­чения распространяется на несколько сот метров. Величина зоны зависит от загряз-

85

нений, вносимых в водоем, и от его спо­собности к самоочищению.

Размер зоны вверх по течению должен обеспечить ликвидацию поступающих в во­доем загрязнений, особенно патогенной микрофлоры, за счет процессов самоочи­щения. Установлено, что процесс отмира­ния патогенных бактерий в реках в основ­ном завершается в течение 5 суток, а в условиях жаркого климата в течение 3 су­ток. Поэтому считают, что верхняя грани­ца зоны ограничения должна быть удале­на от водозабора настолько, чтобы пробег воды обеспечил указанный период време­ни. Расчет производят по формуле L = = V • t, где L — расстояние от водозабора до верхней границы зоны (м), V — ско­рость течения (м/сут), t — продолжитель­ность отмирания патогенных бактерий в реках (5 суток для I и II климатических поясов и 3 суток для III и IV).

При использовании крупных рек зона ограничения обычно распространяется на 20—30 км, средних рек — на 30—60 км, а при использовании малых рек во второй пояс включают весь бассейн реки. В зоне ограничения регулируют размещение насе­ленных пунктов, промышленных предприя­тий, животноводческих ферм и скотоот­кормочных пунктов. Особое внимание об-

пунктов и образцовое состояние в них очистки от нечистот и твердых отбросов (устройство водонепроницаемых выгребов для уборных, отвод удаленных от водоема участков для полей ассенизации, свалок и т. п.).

Спуск бытовых и промышленных сточ­ных вод либо запрещается, либо ограни­чивается, причем во всех случаях только при условии очистки их до уровней, преду­смотренных санитарными правилами. Строительство запруд или новых объектов, которые могут спускать сточные воды в во­доем, разрешается лишь по согласованию с санитарными органами.

На 10—15 км выше места забора воды в 100—200-метровой прибрежной полосе земли запрещаются удобрение пахотных земель навозом или нечистотами, обработ­ка почвы и растительности ядохимиката­ми.

Пользование рекой в пределах зоны ограничения — массовое купание людей и лошадей, водопой скота, стирка белья и т. п.— разрешается лишь в местах, уста­навливаемых санитарными органами.

Зоны санитарной охраны подземных ис­точников водоснабжения.

Первый пояс располагают вокруг сква­жины и других головных сооружений на территории радиусом 30—50 м. Здесь осу­ществляются те же меры, что и в зоне строгого режима речных водопроводов.

Вокруг первого пояса устанавливают второй пояс зоны санитарной охраны. Раз­мер второго пояса колеблется от 50 м до 1000 м и более. Он зависит от того, в ка­кой мере защищен эксплуатируемый водо­носный горизонт от загрязнения с поверх­ности, а также от интенсивности водоза­бора и других условий. Для объективного определения размера зоны ограничения также предложены расчетные методы, учи­тывающие все эти условия. При расчетах размера зоны расстояние границы зоны" до

бы оно обеспечило движение воды не менее 200 суток, поскольку специальные исследования показали, что этот срок до­статочен для отмирания бактерий при их нахождении в подземных водах. При хо­рошо защищенном от загрязнения водо­носном горизонте время отмирания сокра­щается до 100 суток. На территории зоны ограничения принимаются меры, не допус­кающие загрязнения почвы. Запрещается проведение работ, связанных с нарушени­ем перекрывающих слоев грунта и воз­можностью загрязнения грунтовых вод (устройство карьеров, поглощающих вы­гребов, выемок, траншей и. т. п.).