Нормы водопотребления; факторы их определяющие.

Общий годовой сток всех рек Земли достигает почти 40000 км³, что вполне покрывает потребности человека в пресной воде. Однако в последние десятилетия многие регионы мира, особенно густонаселенные и промышленно развитые, испытывают острый недостаток питьевой воды. Первая причина нехватки воды заключается в том, что источники воды, пригодной для питья, распределены крайне неравномерно как в целом на земле, так и в отдельных странах Недостаток воды ощущается прежде всего в крупных городах, в местностях с развитой промышленностью и сельским хозяйством, использующим орошаемые земли.

Вторая важнейшая причина нехватки пресной воды носит антропогенный характер. Это не абсолютное уменьшение количества воды, а снижение ее качества в результате загрязнения микроорганизмами и химическими веществами при поступлении в водоемы хозяйственно-фекальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.

В связи с сокращением запасов пресной воды на Земле и снижением качества природных вод перед человечеством возникает проблема «водного голода». Для уменьшения «водного голода» можно выделить два основных тесно взаимосвязанных направления мероприятий. К первому направлению следует отнести сохранение качества природных вод, в первую очередь эффективную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоемы. Однако не менее важно загрязнение окружающей среды промышленными сточными водами. В этой области решение видится в разработке и совершенствовании способов очистки сточных вод промышленных объектов, применении «оборотного водоснабжения», т.е. многократного повторного использования очищаемой воды в технологических целях. В последующем возможно применение «сухих технологий», не требующих воды и, следовательно, не приводящих к загрязнению водоемов.

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

В последние годы разрабатывается также методы накапливания запасов пресных вод в подземных водоносных горизонтах от поверхностных стоков, в том числе паводковых вод.

Одной из гипотетически возможностей получения больших количеств пресной воды является растопление вечных льдов Арктики, а также айсбергов, но это вероятно приведет к значительному повышению уровня мирового океана.

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

 

Источники водоснабжения, их характеристики.

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

Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. Атмосферные осадки, накапливающиеся на водонепроницаемом пласте (первом, втором и т.д.), образуют водоносный горизонт. Водоносные горизонты могут иметь естественные выходы подземных вод, называемые ключами (родниками). Вода водоносных горизонтов, расположенных между двумя водоупорными пластами (ложем и кровлей), называется межпластовой. Напорные межпластовые воды, залегающие, как правило, на значительной глубине (50 м и более), называются артезианскими.

Качество грунтовых вод определяется санитарным состоянием вышележащего фильтрующего слоя почвы. При химическом и биологическом загрязнении почвы и поверхностном расположении водоносного горизонта санитарная безопасность грунтовых вод значительно снижается. Из-за ограниченности дебита и ненадежности в санитарном отношении грунтовые воды используются преимущественно для сельского водоснабжения и редко как источник централизованного водоснабжения городов.

Межпластовые воды благодаря защищенности водоносных горизонтов по качеству воды в большинстве случаев соответствуют требованиям ГОСТ и могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей без предварительной обработки. Межпластовые воды обычно обладают хорошими органолептическими свойствами, в них почти полностью отсутствуют микроорганизмы. Нарушение водоупорных перекрытий межпластовых водоносных горизонтов может приводить к их загрязнению, в этих случаях необходима предварительная обработка воды — очистка и обеззараживание. К поверхностным источникам вод относят естественные (реки, озера, моря) и искусственные (водохранилища, каналы, пруды и др.) водные объекты. Поверхностные водоисточники, как правило, наиболее обильны, вода в них слабо минерализована. Однако эти источники загрязняются легче, чем подземные. Загрязнение может быть следствием спуска промышленных и бытовых сточных вод, судоходства, лесосплава, массового купания и др. Степень и характер загрязнения определяются количеством и качественным составом неочищенных или недостаточно очищенных хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод, сбросовых вод ирригационных систем, сливных ливневых вод с поверхности населенных пунктов, сельско-хозяйственных полей и др. Поверхностные водоисточники могут загрязняться органическими и неорганическими веществами, в них могут попадать возбудители кишечных инфекций, яйца гельминтов, простейшие. Наиболее распространенными химическими загрязнениями являются синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенолы, ядохимикаты, соли тяжелых металлов, алифатические и ароматические амины. В хозяйственно-питьевом водоснабжении используются в основном пресные воды, подземных и поверхностных водоисточников и лишь в отдельных случаях, по согласованию с органами санитарно-эпидемической службы, — подземные воды с минерализацией до 1,5 г/л. Вместе с тем все более широко применяют соленую (морскую) воду и солоноватые подземные воды, которые опресняют и кондиционируют, доводя до требований ГОСТ.

Самоочищение водоемов.

Каждый водоем — это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочищения протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу (определяемому по биохимической потребности кислорода — ВПК) или по общему содержанию органических веществ (определяемому по химическому потреблению кислорода — ХПК.

В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски — постоянные обитатели водоемов — являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

 

46. Источники загрязнения, санитарное состояние и охрана водоемов, гигиеническая оценка.

Источники загрязнения. Открытые источники (озера, реки, океаны). Поверхностные водоемы легко загрязняются. Основными источниками загрязнения являются бытовые, промышленные и сельско­хозяйственные воды, ливневые воды, водный транспорт и др. 2 – Закрытые источники: а – Грунтовые – не имеют сплошной кровли из водонепроницаемых пород, что не обеспечивает их на­дежную защиту от загрязнения. Для грунтовых вод характерны отсутствие напора, возможность их загрязнения бытовыми, сельскохозяйственными и промышлен­ными отходами, существенные колебания физических свойств, хими­ческого состава и бактериальной обсемененности; б – Межпластовые – защищенные во­доупорной кровлей, и подразделяются на ненапорные и напорные. Глубинные геологические структуры, контактирую­щие с межпластовыми водами, являются ведущим фактором в фор­мировании химического состава и свойств подземных вод. По мере продвижения и фильтрации воды в водоносном горизонте она осво­бождается от взвешенных частиц и микроорганизмов, контактируя с водовмещающими породами, вода обогащается минеральными веще­ствами. Указанные процессы в сочетании с защищенностью водоно­сных пластов обеспечивают высокое качество подземных вод: хоро­шие физические и органолептические свойства, практически полное отсутствие бактерий.

Санитарное состояние. При санитарно-гигиенической разведке водоисточников производят химический анализ с целью выявления загрязнения ее различными органическими отбросами и токсическими веществами и определения содержания минеральных солей и химических веществ, которые при употреблении воды всасываются и поступают в организм (Ca, I, F). Важным показателем загрязнения воды органическими веществами являются соли аммония, азотистой и азотной кислот. Сами по себе эти соли при малых концентрациях не вредны для организма, но они являются продуктами гниения органических веществ, и являются питательной средой для патогенных организмов. Соли аммония являются начальным продуктом гнилостного разложения, а потому его присутствие в воде говорит о свежем загрязнении и возможном присутствии патогенных микроорганизмов. Соли азотистой кислоты указывают на давность загрязнения водоисточника, т.к. для того, чтобы прошла первая стадия минерализации аммиака (превращения его в нитриты), необходимо время. Соли азотной кислоты – конечный продукт минерализации органических веществ Þ их присутствие является показателем давнего срока загрязнения источника органическими веществами.

Охрана водоемов. Запрещено строительство предприятий и ввод в эксплуатацию без очистных сооружений. При поэтапной стройке сразу закладывать фильтры. При стойке канализации учитывать кол-во населения и заводов. Контроль за ПДК хим. и пром. веществ. Сточные воды спускать ниже мест водозабора. Самоочищение водоемов (разбавление до нетоксичных концентраций, придонное разложение, окисление О₂ в воде). Установка зоны сан. охраны:

1. пояс строгого режима (Тут нельзя жить и строить. 30-50 м),

2. пояс ограничений (50-1000. Ограничение стока, рыболовства, удобрения земли).

3. пояс наблюдений – населенные пункты вокруг источника, где контролируют качество воды. Очистка сточных вод: механический способ (решетки, сита, песколовки), биол. (поля орошения и поля фильтрации и биологические аэрофильтры с щебнем, аэротенки с илом), перед выпуском в водоемы сточная вода хлорируется