Система очистки и обеззараживания питьевой воды

Чтобы пресная вода стала питьевой для централизованного водоснабжения надо ее обработать - очистить и обеззаразить. Гигиенические требования к качеству питьевой воды изложены в Санитарных правилах «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (2001). В соответствии с этими требованиями производятся очистка (осветление, обесцвечивание) и обеззараживание.

Основная цель очистки – освобождение от взвешенных частиц и окрашенных коллоидов. Это достигается 1) отстаиванием, 2) коагуляцией и 3) фильтрацией. После прохождения воды из реки через водозаборные решетки, в которых остаются крупные загрязнители, вода поступает в большие емкости – отстойники, при медленном протекании через которые за 4-8 час. на дно выпадают крупные частицы. Для осаждения мелких взвешенных веществ вода поступает в емкости, где коагулируется – добавляется в нее полиакриламид или сульфат алюминия, который под влиянием воды становится, подобно снежинкам, хлопьями, к которым прилипают мелкие частицы и адсорбируются красящие вещества, после чего они оседает на дно резервуара. Далее вода идет на конечную стадию очистки – фильтрацию: медленно пропускается через слой песка и фильтрующую ткань – тут задерживаются оставшиеся взвешенные вещества, яйца гельминтов и 99% микрофлоры.

Далее вода идет на обеззараживание от микробов и вирусов. Для этого используется хлорирование воды газом (на крупных станциях) или хлорной известью (на мелких). При добавлении хлора к воде он гидролизуется, образуя хлористоводородную и хлорноватистую кислоты, которые, легко проникая через оболочку микробов, убивают их.

Эффективность хлорирования воды зависит от: 1) степени очистки воды от взвешенных веществ, 2) введенной дозы, 3) тщательности перемешивания воды, 4) достаточной экспозиции воды с хлором и 5) тщательности проверки качества хлорирования по остаточному хлору. Бактерицидное действие хлора выражено в первые 30 мин и зависит от дозы и температуры воды – при низкой температуре дезинфекция удлиняется до 2 часов.

Хлор активно поглощается недоочищенными органическими веществами, прошедшими все степени очистки (гуминовыми веществами, органикой навоза и распавшимися цветущими водорослями) – это называется хлорпоглощаемость воды. В соответствии с санитарными требованиями в воде после хлорирования должно оставаться 0,3-0,5 мг/л, так называемого, остаточного хлора. Поэтому через определенное время определяется хлорпоглощаемость воды по остаточному хлору – летом через 30 мин., зимой через 2 часа – и соответственно добавляется доза хлора сверх остаточной. Контроль качества дезинфекции воды осуществляется по остаточному хлору и по бактериологическим анализам. В зависимости от примененной дозы различают обычное хлорирование – 0,3-0,5 мг/л и гиперхлорирование – 1-1,5 мг/л, применяемое в период эпидемической опасности. До потребителя должна доходить вода с остаточным хлором не менее 0,3 мг\л – этим предупреждается ее загрязнение на этапах транспортировки по трубам, где она может загрязняться через трещины в них. Наличие этой дозы в воде из крана в квартире является гарантией ее обеззараживания.

Обеззараживание индивидуальных запасов воды в домашних и полевых условиях

Для обеззараживание индивидуальных запасов воды в домашних и полевых условиях применяются следующие метода:

кипячение – самый простой способ уничтожения микроорганизмов в воде; при этом многие химические загрязнения сохраняются;

использование бытовых приборов - фильтров, обеспечивающих несколько степеней очистки; адсорбирующих микроорганизмы и взвешенные вещества; нейтрализующих ряд химических примесей, в т.ч. жесткость; обеспечивающих поглощение хлора и хлорорганических веществ. Такая вода обладает благоприятными органолептическими, химическими и бактериальными свойствами;

«серебрение» воды с помощью специальных приборов путем электролитической обработки воды. Ионы серебра эффективно уничтожают всю микрофлору; консервируют воду и позволяют ее долго хранить, что используется в длительных экспедициях на водном транспорте, у подводников для сохранения питьевой воды в течение продолжительного времени. Лучшие бытовые фильтры используют серебрение в качестве дополнительного метода обеззараживания и консервации воды;

в походных условиях пресную воду обрабатывают таблетками с хлором: пантоцидом, содержащим хлорамин (1 табл. – 3 мг активного хлора), или аквацидом (1 табл. – 4 мг); а также с йодом - йод-таблетки (3 мг активного йода). Необходимое к применению число таблеток рассчитывается в зависимости от объема воды.

Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта

Нормы водопотребления жителей зависят от благоустройства домов и систем водоснабжения:

А) воду берут из колонок на улицах (канализация отсутствует) - 30-60 л/сут на 1 жителя в день;

Б) с внутренним водопроводом и выгребной канализацией, без ванны и горячего водоснабжения (не канализованные) – 125- 160 л/сут на 1 жителя в день;

В) то же + ванны + местный водонагрев (частично канализованные) - 170– 250 л/сут на 1 жителя в день;

Г) то же + централизованное обеспечение горячей водой – 250-350 л/сут на 1 жителя в день;

Д) для городов Москвы и Петербурга нормой считается 400-500 л/сут на 1 жителя в день.

Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев

На медработников, работающих на территории сельского участка, возлагается контроль за устройством и эксплуатацией колодцев. За основу берутся Санитарные правила «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» (1996). Обеззараживание воды в колодцах по эпидемическим показаниям (при возникновении кишечных инфекционных заболеваний среди пользующихся колодцем) производится в керамических сосудах, в которые закладывается хлорная известь, и они подвешиваются в колодце на 1,5-2 мес., потом содержимое их заменяется. Ежегодно проводится профилактическая чистка колодка: в плановом порядке, весной вода из колодца вычерпывается, очищаются стенки и дно от осадков, стенки обмываются 3-5% раствором хлорной извести. После наполнения водой, добавляют 1% раствор хлорной извести из расчета по 1 ведру на 1 м³, перемешивают и оставляют на 10-12 часов, затем воду вычерпывают до исчезновения хлорного запаха, после чего колодец считается очищенным.

Контрольные вопросы

1) Физические и органолептические свойства воды.

Роль воды в природе и в быту (физиологическая роль, хозяйственно-бытовое и санитарно-

гигиеническое значение воды).

Самоочищение воды в источниках.

Характеристика источников водоснабжения.

Санитарные зоны охрана источников водоснабжения.

Причины загрязнений источников водоснабжения.

Характеристика систем водоснабжения.

Система очистки питьевой воды из источников водоснабжения.

Организация дезинфекции питьевой воды на водных станциях.

Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта.

Методы обеззараживания индивидуальных запасов воды.

Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

Возможности Мирового океана в снабжении пресной водой.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

ЗНАНИЯ:

Химический состав воды.

Геохимические эндемии.

Причины и источники загрязнения источников питьевого водоснабжения.

Условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде.

Инфекционные заболевания и гельминтозы, передаваемые водным путем.

Особенности водных эпидемий.

Требования к питьевой воде.

УМЕНИЯ:

Выявление причин возникновения инфекционных заболеваний, передаваемых водным путем.

Обучение населения методам профилактики.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

Гигиеническое значение воды.

Химический состав воды Роль воды в распространении неинфекционных заболеваний.

Геохимические эндемии.

Роль воды в распространении инфекционных заболеваний:

инфекционные заболевания и гельминтозы, передаваемые водным путем;

условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде;

особенности водных эпидемий.

Профилактика эндемических и эпидемических заболеваний, связанных с качеством питьевой воды. Гигиенические требования к качеству питьевой воды (химические и бактериологические показатели).

Специальные мероприятия по обработке питьевой воды для профилактики эндемических и эпидемических заболеваний.

Гигиеническое значение воды

Для человека вода – обязательная составная часть тела, из которой оно состоит на 65-70%. При обезвоживании организма ухудшается самочувствие + усиливаются процессы распада тканевого белка + нарушается водно-солевой баланс + снижается работоспособность, деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем. При потере 10% воды отмечается резкое беспокойство, слабость, дрожание конечностей. При 20-22% наступает смерть. Без воды человек может прожить в зависимости от окружающей температуры 4-6 дней (дольше в завалах домов уже нет надежды найти живых). В сутки необходимо потреблять не менее 1,5 –2 л жидкости. К сожалению, большинство людей не употребляют эту норму, от чего страдают хроническими запорами, головными болями, желтизной кожи, преждевременным старением. Вода незаменима для оздоровительных мероприятий: при купании организм закаливается и тренирует мышцы.

К сведению: В среднем в теле человека содержится до 50 л воды Распространение воды по отдельным тканям: в костях - 30%, хрящах – 60%, печени - 70%, мышцах – 75%, мозгу – 79%, почках – 83%. Чем богаче водою орган, тем интенсивнее в нем обмен веществ. Наименее беден водою череп. Глаз почти целиком состоит из воды. С возрастом количество воды в организме уменьшается: на 3-м месяце утробной жизни – 94%, при рождении – 69%, в 20 лет – 62%, старческом возрасте – 58%. Сухая египетская мумия весит около 8 кг. Вода также главный элемент и в продуктах питания: в хлебе – до 40%, яйцах – до 65%, мясе – 75%, рыбе – 80%, молоке – 87% и овощах – 90%.

2. Химический состав воды. Роль воды в распространении неинфекционных заболеваний. Геохимические эндемии

Вода – одна из самых загадочных структур на Земле. Мы знаем исходную химическую формулу воды – Н²О, но истиннаю структура вода еще не изучена. Предполагается, что в одну молекулу воды входит до миллиона простых молекул. Чистой воды в природе не существует: в ней всегда растворены газы, микроэлементы и сгустки энергии – температурные центры. Они несут энергетическую и структурную информацию, что используют экстрасенсы и гомеопатия в лечебных целях. При многомиллионном разбавлении исходного вещества в гомеопатии, когда оно уже отсутствует, структура воды запоминает его, и действуя на организм, ликвидирует в нем патологические проявления болезни.

Вода никогда не бывает в природе чистой, она всегда содержит примеси, по которым мы характеризуем ее с гигиенической стороны. В процессе круговорота и соприкосновения с воздухом, почвой и горными породами в ней растворяются химические соединения и проникают бактерии и вирусы. Из неорганических соединений – соли Са и Мg, которые обуславливают жесткость воды; хлориды, сульфаты, железо; среди постоянных компонентов – Mn, Be, Cu, As, Pb, F, Zn. Могут быть соли аммиака, нитриты и нитраты – это указывает на загрязнение воды белковыми веществами или фекалиями. Из газов содержатся – кислород, углекислый газ и сероводород.

Химический состав природных вод зависит от физико-географических условий местности. Химические компоненты в воде могут обуславливать геохимические эндемии – заболевания, связанные с химическим составом воды данной местности. Поэтому с гигиенической стороны оправдано высказывание:

Повышенная минерализация воды снижает секрецию желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, от чего страдают сердце, сосуды и пищеварение, снижаются аппетит, работоспособность, наступает слабость, обостряются хронические болезни, снижается иммунитет к инфекционным заболеваниям. Использование для питья морской воды (18-35 г солей/л) ведет к быстрому обезвоживанию организма, нарушению кислотно-щелочного равновесия, нарушается сердечная деятельность и на 2-3-е сутки наступает смерть вместо 5-6-х суток, кто не пил этой воды. Чаще всего повышенная минерализация питьевой воды определяется ее жесткостью.

Жесткость воды зависит от содержания в ней солей Са и Мg (карбонаты, бикарбонаты, хлориды, сульфаты) и является важным критерием пригодности воды для хозяйственно-питьевых целей. Повышенная жесткость артезианских скважин (более 7 мг-экв/л) образует накипь, повышает расход моющих средств, плохо развариваются мясо и овощи, плохо настаивается чай. На волокнах стираемых тканей оседают хлопья мыла. То же происходит при мытье тела - забиваются кожные поры, возникают сухость, раздражение и прыщи. Страдают почки – в них появляются камни.

Пониженной жесткостью обладает талая вода снега и льда или дистиллированная, длительное употребление которых из-за низкого содержания солей вызывает неблагоприятный минеральный обмен - возникают сердечно-сосудистые заболевания, гастрит, вегето-сосудистая дистония по гипертоническому типу, заболевания ЦНС. Это наблюдается у жителей Красноярского края и Амурской области, где жесткость воды в реках составляет 0,25 вместо 7,0 мг\л.

Микроэлемент фтор имеет большое гигиеническое значение из-за его биологической роли. От фтора зависит образование зубной эмали и крепость костной ткани. Поступает фтор в организм, в основном, с водой. Пониженное содержание его в воде вызывает кариес зубов (Московская область, все реки и озера Европы). До 80% населения РФ имеет дефицит фтора и страдает кариесом. При повышенном содержании фтора ((Мурманская область, Красногорский район Московской области) возникает флюороз – снижение плотности костей и зубов.

Сульфаты оказывают слабительное действие.

Железо (из артскважин, старых водопроводных труб) ухудшает физические свойства воды – она становится мутной, желто-бурой окраски с неприятным металлическим привкусом; при стирке грязнится белье.

Медь – повышенные концентрации поражают слизистые оболочки почек и печень.

Мышьяк, входящий в состав реагентов для очистки водопроводной воды, поражает ЦНС.

Повышенное содержание нитритов (более 10 мг/л) может быть при употреблении воды колодцев, прудов и рек, куда стекают талые или дождевые воды с полей, политых азотистыми удобрениями или большими дозами навоза, что может быть в сельской местности. Страдают все, но в первую очередь, дети – от метгемоглобинемии.

Длительное употребление воды, загрязненной азотсодержащими и хлорсодержащими веществами, вызывает хронические нефриты, гепатиты, токсикозы беременности, врожденные уродства. При хлорировании водопроводной воды, содержащей органические загрязнители (гуминовые вещества, органику навоза, распавшиеся цветущие водоросли), которые не задерживаются системой очистки воды и проникают через современные фильтры, образуются хлорорганические вещества – хлороформ, бромдихлорметан, четыреххлористый углерод и др., которые долго сохраняются и не уничтожаются при длительном кипячении. В московской водопроводной воде их содержание доходит в весенний период до 13% проб. Хлорорганические вещества вызывают повреждение печени и иммунной системы, а в дальнейшем рак. Считается, что хлор безвреден для организма, но, в действительности, он воздействует на стенку желудка, обуславливая гастриты, и на иммунную систему. Особенно его действие сказывается при обеззараживании воды усиленными дозами хлора. Поэтому водопроводная вода с запахом хлора (даже в г. Москве) подлежит дополнительной бытовой очистке с помощью бытовых фильтров.

3. Роль воды в распространении инфекционных заболеваний

В РФ система водоснабжения населения характеризуется следующими особенностями:

50% населения РФ пользуется недоброкачественной водой (вдоль р. Волги, Дагестан, Архангельская область);

до 64% источников питьевой воды не имеют санитарной зоны охраны;

20% водопроводов подают воду без обеззараживания;.

1/3 населения в РФ пользуется водой из децентрализованных источников (колодцы, озера), треть из которых не соответствует санитарным нормам.

Такое состояние с водопользованием населения во многом определяет эпидемическую обстановку в РФ.

инфекционные заболевания и гельминтозы, передаваемые водным путем

Вода имеет большое значение в эпидемическом распространении инфекционных заболеваний - второе место после воздушного пути. Но имеется и особенность: если воздушный путь действует при массовых скоплениях людей, то водный охватывает и малолюдные поселения. По данным ВОЗ, 80% инфекционных болезней связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды. Ежегодно от болезней, связанных с водой, страдают до 2 млрд чел. Через воду передаются бактериальные кишечные инфекции - холера, брюшной тиф, дизентерия и вирусные заболевания – гепатит А (болезнь Боткина), полиомиелит, а также лептоспироз (водная лихорадка - от мышей), туляремия. Через водную среду распространяются гельминтозы: через рыб и моллюсков – описторхоз (поражается печень), дифиллоботриоз (10-метровый широкий лентец поражает тонкий кишечник), шистоматоз (личинки пробуравливают кожу ног, попадают в кровь и поражают мочевой пузырь и толстый кишечник – болеют до 200 млн чел. в жарком климате). В водных бассейнах размножаются комары, переносящие возбудителей малярии (болеют до 800 млн чел) и филляриоза.

условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде Почти все микробы и вирусы в воде переживают ненастные дни, ожидая попадания в чувствительный организм. Продолжительность выживания зависит от 1) времени пребывания микроорганизмов в воде; 2) загрязненности воды фекальными водами, 3) температуры воды и 4) от происхождения воды – морская, речная или кипяченая, т.е. от химии воды; в кипяченой воде живут в несколько раз дольше. Чем больше в воде фекальных масс и чем прохладнее вода, тем дольше они сохраняют свою жизнеспособность: в речной воде: кишечная палочка 21-183 дня, брюшнотифозная палочка 4–183, дизентерийная 12-92 и холерный вибрион – 1-92 дня. Исключение составляет холерный вибрион: при температуре воды 28^оС и выше он начинает активно размножаться в белковых остатках в воде и в иле, содержимом кишечника рачков и мелких рыб и в течение нескольких дней при жаре может распространиться до тысячи км вверх по течению реки – Волге, Нилу, Гангу, вызывая массовые заболевания холерой. Чтоб заболеть определенной инфекцией надо проглотить соответствующее число бактерий: дизентерии или холеры – от 100 тыс. до 1 млн, брюшного тифа – до 10 тыс.

особенности водных эпидемий Чтоб возникли водные заболевания – дизентерии, брюшного тифа или холеры необходимо действия закона гигиены - болезнь может возникнуть при действии трех условий (3 звеньев): 1) наличие источника вредности - достаточное количество возбудителей должно попадать в воду, 2) должен сработать фактор и механизм передачи - возбудитель должен сохранить жизнеспособность в воде или размножиться и 3) попасть в восприимчивый организм.

Способы загрязнения водных источников делятся на местные (попадание в колодцы, арыки, пруды содержимого помойных ям, туалетов) и на централизованные (попадание в водопроводы неочищенных вод из рек и озер, прорыв водопроводных труб и подсос канализационных вод., сброс фекальных вод в питьевой водоем, массовые купания в зараженных водоемах).

Основные признаки водных эпидемий:

1) внезапное одномоментное появление большого числа больных (от нескольких десятков до нескольких тысяч);

2) пользование одним источником водоснабжения или купания;

3) преобладание в начале эпидемии взрослых больных;

4) после ликвидации аварии и введения эффективного обеззараживания воды – резкий обрыв числа заболевших;

5) наличие «эпидемического хвоста» - заболевания еще длительное время продолжаются за счет единичных разрозненных заболеваний, в основном, среди детей – поддерживание за счет действия пищевого и контактно-бытового путей передачи;

6) полиэтиологичность - к основным заболеваниям примешиваются частично другие заболевания, связанные с водой (брюшной тиф + дизентерия; холера + дизентерия; дизентерия + брюшной тиф + гепатит А).

4. Профилактика эндемических и эпидемических заболеваний, связанных с качеством питьевой воды Гигиенические требования к качеству питьевой воды (химические и бактериологические показатели)

Качество питьевой воды служит основой эндемической и эпидемической безопасности здоровья населения. Доброкачественная по химическим, микробиологическим, органолептическим и эстетическим свойствам вода является показателем санитарного благополучия и жизненного уровня населения. Вода должна быть. безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна в химическом отношении и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть и во всех точках водозабора.

В нашей стране для централизованных источников водоснабжения действуют СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Санитарные правила предназначены не только для воды централизованных водопроводов, а также используемой для продовольствия, продукции, хранящейся в бутылках, контейнерах и т.д. Они содержат три группы гигиенических требований: физические, химические и бактериологические. В соответствии с физическими, т.е. органолептическим, показателями вода должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным вкусом. В химическом отношении вода должна содержать минеральные вещества и микроэлементы с учетом физиологических потребностей организма и не иметь токсичных, радиоактивных и опасных для человека веществ. Бактериологические показатели требуют безопасности воды в эпидемическом отношении.

Для каждого показателя. утверждены количественные нормативы. Так органолептические показатели – запах и привкус измеряются в баллах (не более 2 баллов), цветность по шкале цветности – в градусах (не более 20 ^о), мутность по шкале мутности - в мг/л (не более 1,5 мг/л), прозрачность - по чтению шрифта через столб исследуемой воды – в см (не менее 30 см).

Безопасность по химическому составу определяется по содержанию вредных веществ (всего 1200 веществ) - их содержание не должно превышать ПДК, а общая минерализация (сухой остаток) – 1000 мг/л. Косвенным показателем наличия в воде органических веществ является окисляемость воды – количество кислорода, пошедшего на окисление находящихся в воде органических веществ; чистая воды поглощает 2 - 4 мг/л кислорода (ПДК – 5 мг/л).

Поскольку выявление опасных бактерий в воде затруднительно и требует времени, то безопасность воды в эпидемическом отношении определяют по косвенным показателям - по микробиологическим и паразитологическим:

общее микробное число должно быть не более 50 в 1мл;

цисты лямблий в 50мл должны отсутствовать,

коли-титр – минимальное количество воды, в котором содержится одна кишечная палочка, –. 333 мл

коли-индекс – количество кишечных бактерий в 1 л – не более 3-х.

Содержание остаточного хлора в любой точке водопроводной сети через 0,5 часа отстаивания должно сохраняться не менее 0,3-0,5 мг/л, но в периоды эпидемической опасности применяется суперхлорирование – до 1 мг/л.

Для децентрализованных источников водоснабжения – артскважин без разводящей сети, родников и колодцев в РФ действуют СаНПиН 2.1.4.544-96 «Требования к воде нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников». В них органолептические показатели на один порядок ниже, чем для воды централизованного водоснабжения, а кишечных палочек допускается до 10 в 1л. Но остальные показатели должны соответствовать воде централизованного водоснабжения: показателей свежего фекального загрязнения: аммиака и нитритов (-NО₂)- не более следов, хлоридов – не более 350 мг/л; показателей старого фекального загрязнения - нитратов (-NОз) – не более 45 мг/л.