Санітарно- гігієнічна характеристика води. Методи покращання якості питної води. Лектор – проф. В.А. Кондратюк

Вода є одним з найважливіших елементів біосфери. Без води неможливе життя усього живого на планеті.

План лекції 1. Вступ. 2. Фізіологічне значення води. 3. Гігієнічне значення води. 4. Господарсько-технічне значення води. 5. Епідеміологічне значення води. 6. Вимоги до якості питної води. 6.1.Епідеміологічна безпека 6.2. Нешкідливість хімічного складу питної води Радіаційна безпека питної води Органолептичні властивості питної води. 7. Показники хімічного забруднення питної води 8. Висновок.

У різних органах і тканинах вміст води не однаковий: скелет містить 20 %, мязова тканина – 76%, сполучна тканина – 80%, плазма крові – 92%, скловидне тіло - 99 % води.

Організм дорослої людини складається в середньому на 65 % з води. З віком її кількість зменшується. Так, зародок людини містить 97 % води, організм новонароджених - 77 %, у 50 річному віці кількість води в організмі складає лише 60 %. Основна маса води (70 %) зосереджена в середині клітин, а 30 % - це позаклітинна вода.

ЗНАЧЕННЯ ВОДИ В ЖИТТІ ЛЮДИНИ Фізіологічне значення Гігієнічне значення Епідеміологічне значення Господарсько-технічне значення

ФІЗІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ВОДИ Всі біохімічні реакції, що повязані з процесами травлення і засвоєння поживних речовин, протікають у водному середовищі. Разом з солями вода приймає участь в підтримці найважливішої фізіологічної константи організму - величини осмотичного тиску. За рахунок малої вязкості, а також здатності розчиняти різні хімічні речовини і вступати з ними в неміцні звязки вода, що є основною частиною крові, грає роль транспортного засобу. Вода є основою кислотно-лужної рівноваги в організмі, оскільки проявляє властивості як кислот, так і основ. Всі процеси засвоєння і виділення в організмі також протікають у водному середовищі.

ЕКЗОГЕННА ВОДА Добова потреба людини у воді складає 2,5-3,0 л. Вода в організм людини надходить з питвом і харчовими продуктами. З питною водою поступає багато солей, в тому числі макро- і мікроелементи, такі як кальцій, магній, натрій, калій, йод, фтор та ін. ЕНДОГЕННА ВОДА При повному окисненні 100 г : жирів утворюється 107 г води, вуглеводів - 55,5 г води, білків - 41 г води.

Симптоми зневоднення організму людини (Є.Адольф, 1952) При зменшенні води в організмі (в % від маси тіла) спостерігається: 1- 5 % -- спрага, нездужання, економія рухів, втрата апетиту, почервоніння шкіри, подразливість, сонливість, підвищення температури тіла % -- запаморочення, задишка, відчуття повзання мурашок в кінцівках, зменшення обєму крові, зупинка слиновиділення, ціаноз, нечітка мова, важкість ходьби % -- марення, розпухання язика, утруднення ковтання, глухота, послаблення зору, вялість і оніміння шкіри, болюче сечовиділення, анурія % від маси тіла за температури повітря понад 30 0 С є смертельною. 25 % - є смертельною при любій температурі.

Гігієнічне значення води Використання води для: видалення нечистот через каналізаційну мережу – 41 %, підтримки чистоти тіла- 37 %, приготування їжі і миття посуду – 6 %, для пиття – 5 %, прання білизни – 4 %, прибирання житла і громадських приміщень- 3 %, поливу вулиць і зелених насаджень- 3 %, для миття автомобіля – 1 %,

Епідеміологічне значення води Забруднена вода може бути причиною виникнення ряду гострих шлунково-кишкових інфекцій, як то холера, черевний тиф, паратифи, бактерійна й амебна дизентерія, гострі ентерити інфекційного характеру тощо. Це в значному ступені залежить від умов водопостачання, санітарної очистки населених місць, рівня санітарної культури і освіти населення.

Доброякісна питна вода повинна бути: 1. Безпечною в епідемічному відношенні. Вода не повинна містити патогенних мікробів, вірусів та інших біологічних включень, небезпечних для здоровя споживачів. 2. Придатною за хімічним складом (найсприятливіший з фізіологічної точки зору). Шкідливі речовини не повинні наносити шкоду споживачеві, обмежувати використання води в побуті. 3. Безпечною в радіаційному відношенні. 4. Мати добрі органолептичні властивості (бути прозорою, без кольору, не мати будь-якого присмаку або запаху).

Виживання патогенних мікроорганізмів у воді Мікроорганізми Виживання (в днях) у воді КолодязяРічковій Кишкова паличка Збудники черевного тифу 71, Бактерії дезинтерії Холерний вібріон1-920,5-92 Лептоспіри7-75до 150 Збудники тулярмії Бруцели4-45-

Мікробіологічні показники безпеки питної води Найменування показників Одиниці виміруНормативи 1 Число бактерій в 1 см 3 води, що досліджується (ЗМЧ) Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/см 3 КУО/см 3 не більше 100* 2 Число бактерій групи кишкових паличок (коліформних мікроорганізмів) в 1 дм 3 води, що досліджується (індекс БГКП) Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми) дм 3 не більше 3** 3 Число термостабільних кишкових паличок (фекальних каліформ - індекс ФК) в 100 см 3 води, що досліджується Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/100 см 3 КУО/100 см 3 відсутність *** 4 Число патогенних мікроорганізмів в 1 дм3 води, що досліджується Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/дм 3 КУО/дм 3 відсутність *** 5 Число каліфагів у 1 дм 3 води, що досліджується Бляшкоутворюючі одиниці/дм 3 БУО/дм 3 відсутність ***

Токсикологічні показники нешкідливості хімічного складу питної води Найменування показниківОдиниці виміру Нормативи (не більше) Клас небезпеки Неорганічні компоненти 1Алюмініймг/дм 3 0,2 (0,5)*2 2Баріймг/дм 3 0,12 3Мишякмг/дм 3 0,012 4Селенмг/дм 3 0,012 5Свинецьмг/дм 3 0,012 6Нікельмг/дм 3 0,13 7Нітратимг/дм 3 45,03 8Фтормг/дм 3 1,53

Органічні компоненти 1Тригалометани (ТГМ, сума)мг/дм 3 0,12 хлороформмг/дм 3 0,062 дибромхлорметпнмг/дм 3 0,012 тетрахлорвуглецьмг/дм 3 0,0022 2Пестициди (сума)мг/дм 3 0,0001** Інтегральні показники 1Окислювальність (КМnO 4 )мг/дм 3 4,0- 2Загальний органічний вуглецьмг/дм 3 3,0- Примітки:* - величина, зазначена в дужках, допускається при обробці води реагентами, що містять алюміній; ** - перелік контрольних пестицидів встановлюють з урахуванням конкретної ситуації.

При вживанні води з підвищеною концентрацією нітратів можливе виникнення метгемоглобінемії, Яка супроводжується токсичним ціанозом Частіше всього токсичним ціанозом хворіють діти, яким молочні суміші готують на воді, в якій вміст нітратів перевищує 45 мг/дм 3. Нітрати в травному каналі дітей з допомогою мікрофлори відновлюються до нітритів. Останні, всмоктуючись в кров і сполучаючись з гемоглобіном крові, утворюють метгемоглобін, не здатний переносити кисень.

Нормальний вміст фтору у воді -- від 0,7 до 1,5 мг/дм 3 сприяє нормальному розвитку і мінералізації кісток і зубів. Підвищений вміст фтору -- понад 1,5 мг/дм 3 викликає флюороз, який проявляється ураженням емалі зубів у вигляді пігментованих жовтих і коричневих плям. Недостатня кількість фтору у воді -- менше 0,7 мг/дм3 призводить до розвитку карієсу зубів (гнилі зуби).

Радіаційна безпека питної води визначається в Бк/дм 3 за гранично допустимими рівнями сумарної активності альфа- та бета- випромінювачів. Загальна обємна активність альфа-випромінювачів не повинна перевищувати 0,1 Бк/дм3, бета-випромінювачів - 1,0 Бк/дм3.

Найменування показниківОдиниці виміру Нормативи (не більше) Клас небезпеки 1ЗапахПР*2- 2КаламутністьНОК**0,5 (1,5)***- 3Кольоровістьград20 (35)- 4ПрисмакПР*2- 5Водневий показник, рН, в діапазоні одиниці6,5-8,6- 6Мінералізація загальна (сухий залишок) мг/дм (1500)- 7Жорсткість загальнамг-екв/дм 3 7 (10)- 8Сульфатимг/дм (500)4 9Хлоридимг/дм (350)4 10Мідьмг/дм 3 1,03 11Марганецьмг/дм 3 0,13 12Залізомг/дм 3 0,33 13Хлорфенолимг/дм 3 0,00034 Органолептичні показники якості питної води

Гідросфера містить близько 1,5 млрд. км 3 води. З них понад 96 % гірко-солоні води морів і океанів, які покривають майже на 71 % поверхню планети. 90 млн. км 3 (менше 3 %) прісної води – це поверхневі і підземні води, понад 24 млн. км 3 льодовики, сніговики. Для використання доступні лише 0,3 % поверхневих і підземних від загальної кількості вод.

джерела води для населення

Поверхневі води Для відкритих водойм характерна несталість якості води - вона змінюється залежно від сезону і навіть погоди, наприклад, після дощу. Вони можуть забруднюватися атмосферними і талими водами, що стікають з прилеглих територій, особливо коли ділянки водойми розташовані біля населених пунктів і в місцях спуску побутових і промислових стічних вод. В епідемічному відношенні води відкритих водойм вважаються небезпечними.

Відкрита водойма

Підземні води утворюються в результаті просочування метеорних і поверхневих вод, а також конденсату водяної пари через грунт, частково очищаються, збагачуються мінеральними елементами і скупчуються в підгрунті.

Підземні води За характером залягання підземні води поділяються на: грунтові води, що розташовуються у поверхневій зоні грунту (верховодка); підгрунтові - профільтровані через грунт і скупчені над першим водонепроникним шаром підгрунтя (перший водоносний горизонт) міжпластові води - скупчені між двома водонепроникними пластами.

Підгрунтові води Це переважно прозорі води, які мають незначну колірність, містять мало мінеральних солей і мікроорганізмів і є придатними для водопостачання. По спаду водотривкого пласту вони рухаються з підвищених місць до знижених і можуть витікати у вигляді джерел. При забрудненні грунту покидьками і нечистотами існує небезпека їх інфікування.

АРТЕЗІАНСЬКІ ВОДИ Коли прорізати покрівлю, наприклад, пробурити свердловину, така вода, як у сполучених посудинах, підніметься, а в деяких випадках буде навіть бити фонтаном на поверхню землі. Вода, яка піднімається в колодязі вище місця її залягання, називається напірною, або артезіанською. Глибина залягання міжпластових вод коливається від 15 до 1000 і більше метрів. Експлуатуються звичайно води, які залягають на глибині до 300 метрів.

АРТЕЗІАНСЬКІ ВОДИ

МІЖПЛАСТОВІ ВОДИ Підгрунтові води під час свого руху вздовж спаду водонепроникного пласту можуть опинитися між двома шарами водотривкої породи, переважно глини. Такі води, називаються міжпластовими. Вони відрізняються від підгрунтових сталістю температури (5-12 С), рівня, дебіту і складу води. Вони прозорі, безбарвні, без присмаку і запаху. Мінералізація глибоких підземних вод може досягати високих величин, але здебільшого не перевищує 1000 мг/дм 3.

Самоочищення водойм Незважаючи на майже постійне забруднення води водоймищ стійкого погіршення її якості у відкритих водоймах не спостерігається. Причиною цьому є численні фізико-хімічні і біологічні процеси, які сприяють самоочищенню водоймищ. Це насамперед відбувається за рахунок розбавлення різних стоків, що потрапили у водойму, осідання завислих часток на дно, процесів окиснення органічних решток, фагоцитозу макро- і мікроорганізмами, видового антагонізм тощо.

Організація і система питного водопостачання залежить від наявності і характеру джерела води, його доступності для використання, можливості одержати достатню кількість води потрібної якості. При виборі джерела води для водопостачання населення враховується: дебіт джерела і якість води, котра в значній мірі визначається походженням і умовами формування якості води, а також характером і ступенем її забруднення. При цьому необхідно також врахувати перспективи розвитку даного населеного пункту і його благоустрій

ПРЯДОК ВИБОРУ ДЖЕРЕЛА ВОДИ Найкращими джерелами води для питного водопостачання є артезіанські води. При неможливості їх використання слід орієнтуватися на інші джерела води в слідуючому порядку: міжпластові ненапорні води; грунтові води; води з водойм з незарегульованим стоком (річки); в останню чергу водойми з зарегульованим стоком (озера, водосховища, ставки, заплави та ін.).

Норми водопостачання Визраховуючи необхідну кількість води, враховують рівень санітарно-технічного благоустрою жител і ступінь доступності води. При децентралізованому водопостачанні на 1 мешканця необхідно дм 3 /добу, в той час коли при централізованому водопостачанні дм 3 /добу. Відповідно Санітарних правил проектування, будівництва і експлуатації господарсько-питних водопроводів норми води для районів жилої забудови населених місць залежать від доступності води, характеру водонагріваючих приладів і наявності каналізації.

Елементами водогону з підземних джерел водопостачання є: 1) джерело води (свердловина, буровий колодязь, каптаж); 2) насосна станція першого підйому, що подає воду з свердловини чи іншого джерела на поверхню землі в резервуар; 3) пристосування для кондиціювання води (дегазація, опріснення, дезактивація); 4) установка для знезаражування води; 5) насосна станція другого підйому, що подає воду з резервуару чистої води в резервуар водонапірної башти; 6) мережа трубопроводів по яких вода подається в населений пункт, у кожний будинок, або до водорозбірних колонок.

Схема водогону з підземних джерел: І свердловина; 2 насос підйому води; 3 хлоратор; 4 - резервуар чистої води; 5 - насос подачі води у водорозбірну мережу; б - водонапірна башта.

Елементами водогону з наземних джерел Місце для забору води з водойми повинно : а) бути безпечним в санітарному відношенні; б) при любих змінах режиму водойми повинна бути достатня кількість води; в) забірні споруди у воді і на березі повинні надійно захищатись від пошкоджень. Місце забору води на річці організовують вище за течією по відношенню до населеного пункту, місць водокористування і спуску стічних вод, водопою тварин, зон відпочинку. Глибина водойми в місці водозабору повинна бути не менше 2,5 м, щоб при заборі води не засмоктувалось болото і вода з поверхні водойми. Горловину водозабірної труби обовязково закривають сіткою, щоб не потрапляли різні плаваючі речі.

Подальше покращення якості води проводиться на головних спорудах водогону. Насосами першого підйому воду подають на очисні споруди. Для поліпшення якості води найчастіше застосовують освітлення - усунення каламутності води, знебарвлювання - усунення кольоровості води, знезаражування - звільнення води від різних мікроорганізмів, в тому числі і збудників інфекційних захворювань.

Берегові фільтруючі колодязі: І - колодязі для фільтрації води; 2 - з'єднувальні труби; 3 - збірний колодязь; 4 - насос і -го підйому; 5 - подача води на головні споруди водогону.

Освітлення води шляхом коагуляції, відстоювання і швидкої фільтрації. шляхом відстоювання з послідуючою повільною фільтрацією

Фільтр для води

Процес коагуляції води

ФІЛЬТРАЦІЯ ВОДИ Після коагуляції значно швидше очищається вода на швидких фільтрах. Вони пропускають шар води 5-8 м за годину (в 50 раз більше ніж повільні), але забиваються швидше. Тому їх необхідно 1-2 рази на добу очищати від осадку. Промивають фільтр під тиском, пускаючи воду в зворотному напрямку, тим самим змиваючи осад з поверхні фільтра.

СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ ВОДИ Якщо у воді є гази, що придають їй виражений неприємний запах, наприклад, сірководень, воду дегазують, тобто звільняють від розчиненого газу. У випадках, коли вода містить підвищену кількість мінеральних солей, які надають воді неприємного присмаку і роблять її не придатною до вживання воду необхідно демінералізувати. Це проводиться шляхом опріснення води на різного топу опріснювальних устаткуваннях. Якщо вода містить підвищену кількість радіоактивних речовин - її дезактивують, пропускаючи через іоннообмінні фільтри. При необхідності воду дефторують, або фторують, зменшуючи, або збільшуючи кількість фтору у воді.

Методи знезаражування води Методи знезараження води є: реагентні, безреагентні і термічні. До реагентних методів відноситься хлорування, озонування і обробка води іонами срібла. До безреагентних відносяться: обробка води ультрафіолетовим, гама-промінням і ультразвуком. До термічних - кипятіння і стерилізація води.

ХЛОРУВАННЯ ВОДИ хлорування води є признаним методом знезаражування води на водогонах усього світу. З цією метою використовують різні хлорвмісні реагенти – хлорне вапно, газоподібний хлор. Газоподібний хлор зберігають у зрідженому стані в стальних балонах по кг. Хлор знаходиться під тиском 6-7 кПа (атм). Хлорування газоподібним хлором проводиться переважно на потужних водопроводних станціях.

Загальна схема очищення води

ХЛОРНЕ ВАПНО Свіже заводське хлорне вапно містить близько 36 % активного хлору. Щоб п ри зберіганні хлорне вапно втра ч а ло хлор якомога повільніше, хлорне вапно необхідно зберігати в герметично закритому посуді чи в целофанових мішках в прохолодному, сухому і темному приміщенні. Для хлорування води використовується вапно з вмістом хлору не менше 20 %.

Станція контролю і дозації хлору і корекції рН Організація хлорування води на водопроводах складається з наступних етапів: а) управління апаратурою для рідкого хлору або устаткуванням для розчинення хлорного вапна; б) дозування хлору; в) змішування хлору з водою; г) контакту хлору з водою протягом певного часу.

Для успішного знезаражування води хлором необхідне: а) максимальне звільнення води від завислих часток, що захищають мікроорганізми від поверхневої дії хлору; б) введення достатньої кількості хлору; в) повне і швидке перемішування хлору із всією масою води; г) для прояву бактерицидної дії препарату повинен бути контакт води з хлором.

Хлорування води таблеткамиа

Озонування води має ряд переваг перед хлоруванням. Знезараження води з допомогою озону проходить швидше (за декілька хвилин). Озон не придає воді ні запаху, ні присмаку, одночасно знебарвлює воду і позбавляє її запаху, на нього не впливає температура, рН, каламутність і інші властивості води.

Утворення озону та процес знезараження води Озон – газ голубуватого кольору газ з різким неприємним запахом. Одержують його з повітря в спеціальних приладах - озонаторах. Цей газ має сильні окислюючі властивості, завдяки чому відбувається гибель мікроорганізмів і окислення органічних речовин у воді. Для знезараження води необхідно від 1 до 4 мг/дм3 озону. Крім бактерицидної дії газ має дезодоруючі і знебарвлюючі властивості. Тривалість знезараження води озоном хвилин. Вміст залишкового озону допускається 0,1-0,3 мг/дм3.

Схема озонаторів для води

Знезаражування води іонами срібла (олігодінамія). Знезараження проходить тим краще, чим вище концентрація срібла і вище температура води, яка знезаражується. В техніці очистки води використовують метод електрохімічного розчинення срібла. Він дозволяє з допомогою електровимірювальних приладів точно дозувати і регулювати процес знезаражування. По своїй бактерицидності срібна вода дає сильніший ефект, ніж хлорування. 1 мг/дм3 срібла повністю знезаражує воду через 2 години. Срібло діє повільніше ніж хлор, але зберігає бактерицидні властивості довше Залишкова концентрація срібла у воді не повинна перевищувати 0,05 мг/дм3.

Знезараження води ультрафіолетовим промінням. Знезараження води ультрафіолетовим промінням здійснюється протягом декількох секунд, але при умові, що вода бездоганно прозора, вільна від колоїдних частин. Тому знезараження води можливе лише на водогонах з підземних джерел. Знезараження води ультразвуком. При дії ультразвуку протягом 5 с гине більшість мікроорганізмів. Колірність і каламутність води на якість знезараження не впливають. Дія ультразвуку не змінює хімічного складу, смаку і запаху води.

Термічні методи знезараження води. Кипятіння є найнадійнішим і простим методом знезаражування води. Навіть при значному забрудненні її після 3-5 хвилинного кипятіння вода стає зовсім безпечною для споживання. Недоліком його є неможливість використання цього методу для знезараження великої кількості води, необхідність наступного охолодження її і в разі забруднення швидкий розвиток мікроорганізмів.

Децентралізоване водопостачання організовується за рахунок підземних вод. Вода забирається з різних водоносних горизонтів і з різної глибини, але частіше за все використовуються підгрунтові води з другого і третього водоносних захищених від забруднення горизонтів. Чим глибше розташований шар води, тим вода чистіша.

Шахтний колодязь При децентралізованому водопостачанні як правило додаткова обробка води не проводиться. Тому до колодязної води не можна предявляти такі високі вимоги, як до води при централізованому водопостачанні. Але все ж така вода, в принципі, повинна бути безпечною в епідемічному відношенні, мати нешкідливий хімічний склад і добрі органолептичні властивості.

ВИМОГИ ДО УТРИМАННЯ КОЛОДЯЗЯ Щоб запобігти забрудненню підземних вод, місце для колодязя вибирають на підвищенні, не ближче м від можливого джерела забруднення (наприклад, убиралень, вигрібних ям, хлівів, гноєсховища, місць захоронення людей і твариномогильників, складів мінеральних добрив і отрутохімікатів і т.п.), якщо джерело забруднення знаходиться вище по рельєфу, тоді відстань повинна бути не менше м. Територія довкола не повинна затоплюватися паводковими водами.

Забір води із водойми для аналізу Лабораторні дослідження води із водойми

Дякую за увагу