Класифікація джерел водопостачання

Джерела водопостачання підрозділяються на підземних і поверхневих.

До підземних джерел належать:

· напірні (артезіанські) і ненапірні води міжпластів, що залягають у водоносних горизонтах (піщаних, гравелистих, трещіноватих) між водонепроникними шарами грунту (глини, граніти), а тому надійно захищені від проникнення забруднень з поверхні. Поповнення вод міжпластів відбувається в зонах живлення – місцях вибивання клину водоносного шару на поверхню, які знаходяться на значній відстані від місць водозабору. Води міжпластів відрізняються стабільною невисокою температурою (5 – 12°С), постійним фізико-хімічним складом, постійним рівнем і значним дебітом;

· грунтові води, що залягають у водоносному горизонті над першим водонепроникним шаром грунту, а тому в разі неглибокого розташування недостатньо захищені від попадання забруднень з поверхні. Характеризуються сезонними коливаннями рівня стояння, дебіта, хімічного і бактерійного складу, які залежать від частоти і кількості опадів, наявності поверхневих водоймищ, глибини залягання, характеру грунту. Фільтруючись через шар чистого дрібнозернистого піску, завтовшки 5-6 м і більше, грунтові води стають прозорими, безколірними, не містять патогенних мікроорганізмів. Запаси грунтових вод незначні, тому, щоб використовувати їх як джерело централізованого водопостачання, передбачають їх штучне поповнення водою за допомогою спеціальних інженерно-технічних споруд;

· джерельна вода, яка витікає з водоносних шарів, що вибиваються клин на поверхню землі внаслідок зниження рельєфу, наприклад, біля підніжжя пагорбів, гір;

· верховодка, яка залягає щонайближче до земної поверхні і утворюється за рахунок фільтрації атмосферних опадів на обмеженій площі. Дуже малі запаси та невисока якість води не дозволяють рекомендувати верховодку як джерело господарсько-питного водопостачання.

Поверхневі води діляться на проточні (річки, водопади, льодовики), непроточні (озера, ставки, штучні відкриті водосховища). Склад їх води багато в чому залежить від характеру грунту на території водозбору, гідрометеорологічних умов і істотно коливається протягом року залежно від сезону і навіть погоди. В порівнянні з підземними водами, для поверхневих характерна велика кількість зважених речовин, низька прозорість, підвищена кольоровість за рахунок гумінових речовин, які вимиваються з грунту, вищий вміст органічних сполук, наявність автохтонної мікрофлори, присутність у воді розчиненого кисню. Поверхневі водоймища легко забруднюються ззовні, тому з епідеміологічної точки зору є потенційно небезпечними.

У ряді маловодих, безводних місцевостей використовують привозну і метеорну (атмосферну) воду (дощову, снігову), яку зберігають в закритих водосховищах, наливних колодязях.

Найкращою є ситуація, коли вода в джерелі водопостачання по своїй якості повністю відповідає сучасним уявленням про доброякісну питну воду. Така вода не потребує обробки і необхідно лише не погіршити її якість на етапах забору з джерела і подачі споживачам. В той же час знезараження такої води передбачається санітарними вимогами. Такими джерелами можуть бути лише деякі підземні води міжпластів, найчастіше – артезіанські (напірні). У всіх інших випадках вода в джерелі, особливо поверхневому, вимагає поліпшення її якості. Перш за все, зменшення каламутності (освітлювання) і кольоровості (знебарвлення). Звільнення від патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів (знезараження). Інколи поліпшення хімічного складу шляхом спеціальних методів обробки (опріснення, зм'якшування, дефторування, фторування, видалення заліза і т.п.). Гігієнічні вимоги до якості води джерел централізованого водопостачання приведені нижче.

3.4.1.5.Джерела забруднення поверхневих водоймищ

Основним джерелом забруднення є стічні води (особливо неочищені або недостатньо очищені), що утворюються внаслідок використання води в побуті, на промислових підприємствах, тваринницьких і птахівничих комплексах і т.п. Часткове забруднення водоймищ відбувається поверхневим стоком: дощовими, зливовими водами, водами, які утворюються під час танення снігів. Стічні води і поверхневий стік додають до води водоймища значну кількість зважених речовин і органічних сполук, унаслідок чого підвищується кольоровість, каламутність, знижується прозорість, збільшується окислюваність і біохімічна потреба в кисні (БПК), зменшується кількість розчиненого у воді кисню, підвищуються концентрації азотовмісних речовин і хлоридів, посилюється бактеріальне обсіменіння. З промисловими стічними водами і стоком з сільськогосподарських полів у водоймища, як згадувалося, поступають різноманітні токсичні хімічні речовини, шкідливі для здоров'я людей.

Вода поверхневих водоймищ може забруднюватися внаслідок використання водоймища для транспортних (пасажирське і вантажне пароплавство, лісосплав) цілей, при роботі в руслах річок (наприклад, заборі річкового піску), при водопої тварин, проведенні спортивних змагань, відпочинку населення.

3.4.1.6.Самоочищення поверхневих водоймищ

Самоочищення поверхневих водоймищ відбувається під впливом різноманітних чинників:

· гідравлічних (змішування і розбавлення забруднень водою водоймища);

· механічних (осідання зважених речовин);

· фізичних (вплив сонячної радіації і температури);

· біологічних (взаємодія водних рослинних організмів і мікроорганізмів з організмами стічних вод, що потрапили у водоймище);

· хімічних (руйнування забруднюючих речовин шляхом гідролізу);

· біохімічних (перетворення і мінералізація органічних речовин шляхом мікробіологічної деструкції, внаслідок біохімічного окислення водною автохтонною мікрофлорою).

Самоочищення від патогенних мікроорганізмів відбувається за рахунок їх загибелі внаслідок антагоністичного впливу водних сапрофітних організмів, дії антибіотичних речовин, бактеріофагів і т.п. У разі забруднення водоймищ побутовими і промисловими стічними водами процеси самоочищення можуть бути припинені. Розвивається цвітіння водоймищ (бурхливий розвиток водоростей, планктону), загнивання води.

 

3.4.1.7. Вибір джерела централізованого господарсько-питного водопостачання

Грунтується на двох положеннях:

· забезпечення споживача достатньою кількістю доброякісної питної води (якість води у водоймищі має бути таким, щоб сучасні методи водопідготовки дозволили перетворити її на доброякісну питну воду, яка за всіма показниками відповідала б діючим нормам – ДСанПіН 2.2.4-171-10);

· забезпечення високої санітарної надійності джерела (в основу вибору джерела покладена оцінка і прогноз вірогідності його забруднення).

Вибір джерела для централізованого господарсько-питного водопостачання здійснюється в такому порядку: 1) міжпластові напірні (артезіанські); 2) міжпластові ненапірні; 3) грунтові води, які штучно поповнюються; 4) поверхневі води (річки, водосховища, озера, канали).

При виборі джерела враховують достатність запасів води для задоволення всіх потреб населеного пункту, визначають місця водозабору і оцінюють можливість організації зон санітарної охорони.

Гігієнічні принципи, покладені в основу вибору джерела водопостачання, вимоги до якості води в підземних і поверхневих джерелах, порядок здійснення вибору відображений в ГОСТ 2761-84 «Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання. Гігієнічні, технічні вимоги і правила вибору» (п. 3.4.4).

 

3.4.2. Методика санітарного обстеження джерел водопостачання

Санітарне обстеження включає три основні позиції:

· санітарно-топографічне обстеження його оточення;

· санітарно-технічне обстеження стану устаткування джерела води.

· санітарно-епідеміологічне обстеження району розміщення джерела води;

Основне завдання санітарно-топографічного обстеження джерела води полягає в з'ясуванні можливих джерел забруднення води (звалища, помийні ями, туалети, тваринницькі ферми, кладовища і т.п.), встановленні відстані від них до джерела води. У визначенні рельєфу місцевості (напрям стоку дощових, талих вод до джерела води або в інший бік), напрям перебігу грунтових вод, паводків. На підставі санітарно-топографічного обстеження складається карта-схема взаєморозташування джерела води і перерахованих об'єктів, з відміткою відстаней і напряму ухилу місцевості.

У сумнівних випадках зв'язок джерела води з джерелом забруднення може бути встановлений дослідницьким шляхом. У джерело забруднення вливають насичений розчин хлориду натрію з розрахунку не менше одного відра на кожних 10 м відстані до джерела води, або розчин флуоресцеіна і кожні 3-4 години впродовж одного-двох днів визначають в джерелі води вміст хлоридів (або флуоресценцію).

Санітарно-технічне обстеження вододжерела ставить за мету з'ясувати стан технічного устаткування джерела води, наприклад, наявність в шахтному колодязі – зрубу, “глиняного замку”, отмостки, навісу, засобу підйому води; насосів біля артезіанських свердловин, їх стан, необхідність ремонту та ін. Наявність під'їздів і засобів водозабору з поверхневих водоймищ – водозабірного ковша, берегового водоприймального колодязя. При централізованому водопостачанні оцінюється санітарно-технічний стан головних споруд водопроводу, водопровідної мережі і споруд на ній (зокрема, водорозбірних колонок).

Важливе практичне значення має визначення кількості води в джерелі води і його дебіт (продуктивність). Наприклад, в колодязі зі зрубом із бетонних кілець кількість води визначають за формулоюі:

V = π R ² h,

де V – кількість води в колодязі, м³;

R – радіус кільця зрубу, м;

h – товщина шару води, м.

Висоту шару води визначають шпагатовим шнуром з вантажем, який опускають до відчуття дна і виміру мокрої частини шнура.

Для визначення дебіта колодязя з нього викачують (або вичерпують) 30-40 відер води, відзначають, на скільки знизився рівень води і визначають час, впродовж якого відновиться попередній рівень води. Дебіт розраховують за формулою:

,

де D – дебіт колодязя, л/годину;

V – об'єм викачаної води, л;

t – час, за який відновиться рівень води і тривалість відкачування води, хвилини.

Дебіт струмка або невеликої річки визначають за формулою:

Q = 0,5 ^. b ^. h ^. v,

де Q – дебіт, м³/с;

b – ширина потоку, м;

h – найбільша глибина, м;

v – швидкість перебігу потоку, м/с (визначається за допомогою поплавця і секундоміра).

Під час санітарного обстеження проводять відбір проб води з поверхневого водоймища, шахтного колодязя або артезіанської бурової свердловини для подальшого лабораторного дослідження.

 

При санітарно-епідеміологічному обстеженні виявляють і враховують:

· наявність кишкових інфекційних захворювань серед населення, яке користується водою з даного джерела, або проживає поруч (холери, черевного тифу, паратифу А, В, дизентерія, вірусного гепатиту і т.п.);

· наявність епізоотій серед гризунів, домашніх тварин (туляремії, бруцельозу, сибірської виразки, ящура, коров'ячого сказу і т.п.);

· санітарний стан населеного пункту (забруднення території, способи збору і знешкодження рідких і твердих побутових і промислових відходів і інше).

 

3.4.3. Методика відбору проб води для лабораторних аналізів

При відборі проб води з поверхневого водоймища, або шахтного колодязя вимірюють її температуру за допомогою спеціального термометра (рис. 3.1, а) або звичайного хімічного термометра, резервуар якого обернутий марлевим бинтом в декілька шарів. Температуру визначають безпосередньо в джерелі води. Термометр опускають у воду на 5-8 хв., потім швидко витягують і знімають показники температури води.

Рис. 3.1 – Термометр для вимірювання температури води у водоймищах, колодязях (а), батометри для відбору проб води на аналіз (б)

 

Відбір проб води з поверхневих водоймищ і колодязів проводиться за допомогою батометрів різних конструкцій, які забезпечуються подвійним шпагатом: для опускання приладу до заданої глибини і для відкриття пробки посудини на цій глибині (рис. 3.1, б).

Для відбору проб води з проточних водоймищ (річка, струмок) сконструйований батометр із стабілізатором, який направляє горловину посудини проти течії.

Пробу води з водопровідного крана або обладнаного каптажа відбирають:

· для бактеріологічного аналізу, після попереднього пропалювання вихідного отвору крана або каптажа спиртним факелом, спуску води з крана на протязі не менше 10 хвилин, в стерильну пляшку ємкістю 0,5 л, з ватно-марлевою пробкою, обернуту зверху паперовим ковпаком. Щоб не замочити ватно-марлеву пробку, пляшку заповнюють приблизно на три чверті з тим, щоб під пробкою залишилося 5-6 см повітряного простору. Посуд з ватно-марлевою пробкою заздалегідь стерилізують в сушильній шафі при 160⁰С протягом години;

· для короткого санітарно-хімічного аналізу (органолептичні показники, основні показники хімічного складу і показники забруднення води) відбирають до одного літра в хімічно-чисту посудину, заздалегідь сполоснуту відбираною водою (для повного санітарно-хімічного аналізу відбирають 3-5 л води).

Під час відбору проби складають супровідний лист, в якому відзначають: вигляд, найменування, місце знаходження, адресу джерела води (поверхневого водоймища, артезіанської бурової свердловини, шахтного колодязя, каптажа, водопровідного крана, водорозбірної колонки); його коротку характеристику; стан погоди під час відбору проби і впродовж попередніх 10 днів; причину і мету відбору проб (планове обстеження, несприятлива епідемічна ситуація, скарги населення на погіршення органолептичних властивостей води); лабораторію, куди прямує проба; наголошується необхідний об'єм досліджень (короткий, повний санітарно-хімічний аналіз, бактеріологічний аналіз, визначення патогенних мікроорганізмів); дата і час відбору проби; результати досліджень, виконаних під час відбору проби (температура); ким відібрана проба (прізвище, посада, установа); підпис посадової особи, що відібрала цю пробу.

Проби доставляються в лабораторію щонайшвидше. Бактеріологічні дослідження мають бути початі впродовж 2 годин після відбору проби або за умови зберігання в холодильнику при температурі 1 – 8°С – не пізніше, ніж через 6 годин. Фізико-хімічний аналіз проводять впродовж 4 годин після взяття проби або за умови зберігання в холодильнику при 1 – 8°С – не пізніше, ніж через 48 годин. При неможливості проведення досліджень в зазначені терміни проби мають бути законсервовані (окрім проб для фізико-органолептичних і бактеріологічних досліджень, а також визначення БПК, які обов'язково здійснюють в приведені вище терміни). Консервують проби 25% розчином H₂SO₄ з розрахунку 2 мл на 1 л води або іншим способом залежно від показників, які визначатимуться.

До відібраної проби додають супровідний бланк, в якому вказують адресу, вид джерела води, куди прямує проба, мету аналізу, дату і час відбору проби, підпис посадової особи, що відбирала цю пробу.

 

3.4.4. Витяг з ГОСТ 2761-84 “Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання. Гігієнічні, технічні вимоги і правила вибору”

Склад води прісноводих підземних і поверхневих джерел повинен відповідати таким вимогам:

· сухий залишок – не більше 1000 мг/л (за узгодженням з СЕС не більше 1500 мг/л);

· хлоридів – не більше 350 мг/л;

· сульфатів – не більше 500 мг/л;

· загальна жорсткість – не більше 7 мг-екв/л (за узгодженням з СЕС не більше 10 мг-екв/л);

· хімічні речовини – не більше ГДК для води водоймищ господарсько-питного і культурно-побутового водокористування, а також норм радіаційної безпеки, затверджених Міністерством охорони здоров'я України;

· за умови одночасної присутності у воді токсичних хімічних речовин, здатних при комбінованій дії до сумації негативних ефектів, необхідно дотримуватися правила сумаційної токсичності:

,

де С₁, С₂, С_n – фактичні концентрації хімічних речовин у воді, мг/л.

Залежно від якості води і методів водопідготовки, необхідних для отримання доброякісної питної води, підземні і поверхневі джерела розділені на три класи.

Таблиця 3.1 – Класи підземних і поверхневих джерел

Показники якості води	Вид джерела води
піддземні води	поверхневі води
Клас
Ι	ΙΙ	ΙΙΙ	Ι	ΙΙ	ΙΙΙ
Органолептичні:
Запах при 20^0С і 60^0С, бали
Присмаки, бали
Каламутність, мг/дм^3	1.5	1,5
Кольоровість, градуси
Температура,°С	8-12	8-12	8-12	8-25	8-25	8-25
Сірководень, мг/дм^3	-			-	-	-
Загальний вигляд	Без видимих неозброєним оком домішок
Показники природного хімічного складу (вибірково):
Сухий залишок, мг/дм^3	1000-1500			1000-1500
рН	6-9			6,5-8,5
Жорсткість, мг-екв/дм^3	7-10			7-10
Хлориди, мг/дм^3
Продовження табл. 3.1
Сульфати, мг/дм^3
Залізо, мг/дм^3	0,3
Марганець, мг/дм^3	0,1	1,0	2,0	0,1	1,0	2,0
Фтор, мг/дм^3	1.5	1.5	5,0		0,1-0,5
Нітрати, мг/дм^3
Показники, що характеризують епідемічну безпеку та самоочищення води водойм
а) санітарно-мікробіологичні:
Число сапрофітних мікроорганізмів в 1 см^3 води		1000-2000
Число бактерій групи кишкової палички (БГКП) в 1 дм^3 води
Число лактозопозитивних кишкових паличок (ЛПКП) в 1дм^3 води	–	–	–
Число ентерококів, в 1 дм^3 води
Збудники кишкових інфекцій (сальмонели, шигели, ентеровіруси)	Не має бути	Можуть бути сальмонели, ентеровіруси в 10% проб
б) санітарно-хімічні:
Перманганатна окислюваність, мг/дм^3
Амонійні солі, мг/дм^3		0,01–0,1			0,01–0,1
Азот нітритів, мг/дм^3		0,005			0,005
Азот нітратів, мг/дм^3		0,1			0,1
Розчинений кисень, мг/дм^3		–			4,0
БПК20, мгО2/дм^3		–