| Cмотрите так же... |
|---|
| Шпапгалки к экзамену по гигиене. Часть 1 |
| Место гигиены в системе медицинских наук. Значение гигиены в деятельности врача лечебного профиля. |
| История становления и развития гигиены. Основоположники и виднейшие представители отечественной гигиенической науки (А.П.Доброславин, Ф.Ф.Эрисман, Г.В.Хлопин, А.Н.Сысин, В.В.Горинсвский). |
| Гигиенические проблемы в экологии. Причины экологического кризиса и его отличительные особенности. Экологические факторы и здоровье населения. |
| Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ |
| Проблемы гигиены и экологии в условиях научно-технического прогресса. Роль гигиены в прогнозировании здоровья населения и оздоровлении внешней среды. |
| Предупредительный и текущий санитарный надзор. Роль санитарного надзора в решении вопросов оптимизации внешней среды, условий труда, проживания, питания. |
| Основные причины деградации окружающей среды. Неблагоприятные факторы химической, физической и биологической природы, влияющие на здоровье населения в современных условиях. Значение |
| Особенности действия на организм вредных факторов окружающей среды. Понятие о комбинированном, сочетанием действии и комплексном поступлении вредных веществ в организм. Отдаленные эффекты действия вредных факторов на организм, отражение этого действия в структуре и уровне заболеваемости населения. |
| Использование достижений научно-технического прогресса с целью охраны и оздоровления окружающей среды и здоровья населения. Анализ состояния здоровья в зависимости от характера и уровня загрязнения окружающей среды. |
| Гигиеническое регламентирование и прогнозирование. Методология и принципы гигиенического регламентирования (ПДК, ПДУ. ОБУВ) как основа санитарного законодательства. |
| Методы обоснования гигиенических норм |
| Теория риска здоровью населения от воздействия факторов окружающей среды. |
| Актуальные вопросы гигиены и экологии. |
| Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение. Загрязнение и охрана атмосферного воздуха как экологическая проблема в условиях научно-технического прогресса. |
| Гигиеническое значение загрязнений атмосферы |
| Физические свойства воздуха и их значения для организма (температура, влажность, барометрическое давление и скорость движения воздуха). Микроклимат и его гигиеническое значение. Виды и влияние дискомфорного микроклимата на теплообмен и здоровье человека (переохлаждение и перегревание) |
| Солнечная радиация и ее гигиеническое значение. Световой климат. Значение инфракрасной, ультрафиолетовой и видимой частей солнечного спектра. |
| Действие Уф-лучей |
| Природно-географические условия среды обитания и здоровье человека. Погода, определение и медицинская классификация типов погоды. Периодические и апериодические изменения погоды. Гелиометеотропные реакции и их профилактика. |
| Климат, определение понятия, Строительно-климатическое районирование территории РФ. Климат, здоровье и работоспособность. |
| Акклиматизация и ее гигиенические аспекты. Особенности труда, быта, жилища, одежды; обуви, питания, закаливания в различных климатических районах, их значение в акклиматизации. Использование климата в лечебно-оздоровительных целях. |
| Физиологическое, санитарно-гигиеническое и хозяйственное значение воды. |
| Вода как фактор окружающей среды. Значение. Влияние качества питьевой воды на здоровье. Требования к качеству питьевой воды. |
| Атмосферные осадки |
| Гигиенические требования к качеству питьевой воды при централизованном и местном водоснабжении. |
| Санитарная характеристика централизованной и децентрализованной систем водоснабжения. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации шахтных колодцев и других сооружений местного водоснабжения. |
| All Pages |
Гигиеническая характеристика источников водоснабжения.
Причины антропогенного загрязнения водоемов.
Санитарная охрана водоемов.
Для целей водоснабжения могут быть использованы открытые водоемы, подземные и атмосферные воды.
Выбор источника водоснабжения устанавливается на основании следующих данных:
Характеристика санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории (для подземных источников водоснабжения);
Характеристика санитарного состояния места водозабора и самого источника выше и ниже водозабора (для поверхностных источников водоснабжения);
Оценка качества воды источника водоснабжения;
Определение степени природной и санитарной надежности и прогноза санитарного состояния.
Открытые водоемы (наземные воды) делятся на естественные (реки, озера) и искусственные (водохранилища, каналы). Их формирование происходит главным образом за счет поверхностного стока, атмосферных, талых, ливневых вод и в меньшей степени за счет питания подземными водами. Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая непосредственно соприкасается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает благоприятные условия для развития водной флоры и фауны, активного течения процессов самоочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами, особенно вблизи крупных населенных пунктов и промышленных предприятий.
С целью водоснабжения наиболее часто используются реки, которые представляют собой естественные стоки родников, болот, озер, ледников. Речные воды характеризуются большим количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью.
Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы, пополняющиеся водой главным образом за счет атмосферных осадков, родников. На дне образуются значительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Пруды и озера могут бьггь использованы для водоснабжения в небольших сельских населенных пунктах лишь в том случае, если подземные воды залегают очень глубоко. Эти водоисточники менее пригодны для питьевых целей, так как значительно подвержены загрязнению и обладают слабовыраженной способностью самоочищения. В них часто наблюдается цветение за счет развития водорослей, что ухудшает органолептические свойства воды. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении.
Искусственные водохранилища (или зарегулированные водоемы) создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотток. Устраиваются на реках, что сопровождается затоплением прилегающих огромных территорий. Качество воды в таких водохранилищах в значительной мере зависит от состава речных, талых и грунтовых вод, участвующих в их формировании.
Большое влияние на качество воды в водохранилище, особенно в первые годы его эксплуатации, оказывает санитарная подготовка его ложа (дна). Только полная и тщательная санитарная обработка всей затапливаемой территории, удаление растительности, уборка и дезинфекция земельного участка, занимаемого населенным пунктом, особенно кладбищ, больниц, скотомогильников и др., могут гарантировать эпидемиологическую безопасность и хорошие органолептические свойства воды. В условиях застойного режима, особенно летом, наблюдается "цветение" водохранилищ за счет развития сине-зеленых водорослей. Продукты распада водорослей (аммиак, индол, скатол, фенолы) ухудшают органолептические свойства воды.
Открытые водоемы характеризуются непостоянством химического и бактериального состава, резко меняющегося в зависимости от сезонов года и атмосферных осадков. Они отличаются небольшим содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.
При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов, так как известно, что в водоеме может находиться большое количество низших растений и животных, влияющих на качество воды. Вследствие этого водная флора и фауна используются в качестве показательных организмов, чувствительных к изменению условий жизни водоема. Эти биологические организмы называются сапробными. Существуют четыре степени (зоны) сапробности:
Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процессами. Окислительные процессы отсутствуют. Отмечается большое количество белковых веществ, распадающихся в анаэробных условиях. В полисапробных зонах флора и фауна крайне бедны. Обитает мало видов и преобладает один вид, наиболее устойчивый к этим условиям. Происходит интенсивное размножение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл. Водные цветковые растения и рыбы отсутствуют.
а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды приближается к полисапробной, условия разложения белка в значительной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Количество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветковые растения редки, но имеются водоросли и простейшие.
Р-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительными и поэтому вода не загнивает. Количество органических веществ сравнительно невелико, так как они минерализуются почти до конца. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десятками тысяч. Появляются инфузории, разнообразные виды рыб.
Олигосапробная зона характеризуется практически чистой водой, пригодной для водоснабжения. В воде отсутствуют процессы восстановления, органические вещества полностью минерализованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1000 в 1 мл воды. Флора и фауна весьма разнообразны, интенсивно развиваются различные водоросли, появляются моллюски, ракообразные, насекомые. Много цветковых растений и рыб.
При санитарно-гигиенической оценке открытых водоемов большое значение имеют и другие исследования, в частности гельминтологические.
Подземные воды образуются главным образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшая часть их образуется в результате фильтрации воды открытых водоемов через русло.
Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые по отношению к воде разделяются на водоупорные (водонепроницаемые) и водопроницаемые. Водоупорными породами являются гранит, глина, известняк; к водопроницаемым относятся песок, гравий, галечник, трещиноватые породы. Вода заполняет поры и трещины этих пород. Подземные воды по условиям залегания делятся на почвенные, грунтовые и меж - пластовые.
Почвенные воды (поверхностные, или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте, не имеют защиты в виде водоупорного слоя, поэтому состав их резко меняется в зависимости от гидрометеорологических условий. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко подвергаются загрязнению, так как находятся в зоне просачивания атмосферных вод, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует.Состояние почвенных вод может оказывать влияние на качество грунтовых вод, расположенных ниже почвенных.
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды безнапорные, их уровень в колодце устанавливается на уровне подземного слоя воды. Образуются они за счет просачивания атмосферных осадков и уровень вод подвержен большим колебаниям в различные годы и сезоны. Грунтовые воды отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через довольно значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельских местностях.В местности с пересеченным рельефом на склонах гор или в глубине больших оврагов грунтовые воды могут выходить на поверхность в виде родников. Эти родники называются безнапорными, или нисходящими. Родниковая вода по составу и качеству не отличается от питающей ее грунтовой воды и может быть использована для целей водоснабжения.
Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют как бы непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под давлением. Поэтому такие воды благодаря напору снизу могут высоко подниматься в колодцах, а иногда самопроизвольно фонтанировать (артезианские воды). Водонепроницаемая кровля надежно изолирует их от просачивания атмосферных осадков и вышерасположенных грунтовых вод. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Эти места часто находятся далеко от места пополнения основных запасов межпластовой воды. Вследствие глубокого залегания межпластовые воды имеют устойчивые физические свойства и химический состав. Малейшее колебание их качества можно рассматривать как признак санитарного неблагополучия. Загрязнение межпластовых вод происходит крайне редко при нарушении целости водоупорных слоев, а также при отсутствии надзора за старыми, уже используемыми скважинами. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на поверхность в виде восходящих ключей или родников. Их образование связано с тем, что водоупорный слой, расположенный над водоносным, прерывается оврагом. Качество родниковой воды не отличается от питающих ее межпластовых вод.
Различают атмосферные, подземные и поверхностные воды.
Атмосферные воды
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения атмосферные осадки, т. е. дождевая вода и снег, используются только в маловодных районах - на юге и в Заполярье.
Атмосферные воды весьма слабо минерализованы, очень мягкие, содержат мало органических веществ и свободны от патогенных бактерий. В дальнейшем на качество воды влияет способ сбора и хранения.
Проводимые в СССР работы по обводнению засушливых районов и изысканию подземных источников водоснабжения избавили население многих мест от необходимости пользоваться маломинерализованной, невкусной дождевой водой.
В некоторых местностях (Заполярье, Северо-Восточная Сибирь, высокогорные районы Кавказа) для водоснабжения используют снег, запасы которого собирают в так называемые снежники, где снег утрамбовывают и покрывают теплоизолирующим материалом. Участок для заготовки снега отводят не ближе 200 м от жилых домов, свалок мусоря, уборных, проезжих дорог и т. д. и огораживают. Талую воду перед употреблением для питьевых целей следует кипятить или хлорировать.
Подземные воды
Грунтовые воды. Падая на землю, осадки 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 водопроницаемых пород.
Скапливаясь над первым от поверхности земли пластом водонепроницаемых пород (глина, гранит, сплошные известняки), вода образует первый водоносный горизонт, который называют горизонтом грунтовых вод (рис. 18).
В зависимости от местных условий глубина залегания грунтовых вод колеблется от 1-2 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 цветностью. Количество растворенных солей возрастает с глубиной залегания, но в большинстве случаев невелико. При мелкозернистых породах начиная с глубины 5-6 м грунтовые воды свободны от бактериального загрязнения.
При загрязнении почвы отбросами и нечистотами существует опасность заражения грунтовых вод патогенными микроорганизмами. Эта опасность тем больше, чем интенсивнее загрязнение и чем глубже оно внесено в почву (чем крупнее зерна породы и чем выше залегание грунтовых вод).
Грунтовые воды широко используют в сельских местностях путем устройства шахтных и трубчатых колодцев. Обычно из шахтного колодца, питающегося грунтовой водой, можно получить от 1 до 10 м 3 воды в сутки.
В отдельных случаях грунтовые воды могут быть использованы для устройства небольших сельских водопроводов.
Межпластовые воды. В своем движении вдоль уклона водонепроницаемого пласта грунтовая вода может проникнуть в область, где над ней окажется слой водоупорной породы. В этом случае она станет межпластовой, располагаясь между водоупорным ложем и водоупорной кровлей. В зависимости от местных геологических условий межпластовые воды могут образовать второй, третий и т. д. водоносные горизонты. Как правило, межпластовая вода заполняет все пространство между водоупорными слоями, и если прорезать ее водоупорную кровлю трубчатым колодцем, то она в нем поднимается, а в некоторых случаях может даже излиться в виде фонтана на поверхность земли. Такая межпластовая вода, которая поднимается выше той глубины, на которой она была найдена при рытье колодца, называется напорной, или артезианской. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от десятков до тысячи и более метров (см. рис. 18).
Межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12°), постоянством уровня, состава. Обычно они прозрачны, бесцветны, лишены запаха и какого-либо привкуса. Количество растворенных в них минеральных солей 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 хозяйственно-питьевого водоснабжения без обработки.
Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищающей межпластовые воды от загрязнения, последние отличаются почти полным отсутствием микроорганизмов, тем более патогенных, и могут использоваться для питья в сыром виде. Эксплуатируются межпластовые воды путем устройства глубоких трубчатых и, реже, шахтных колодцев.
Постоянный и большой дебит (от 1 до 200 м 3 /час) и хорошие качества воды позволяют рассматривать межпластовые водоносные горизонты как лучший источник водоснабжения для небольших и средних водопроводов, большинство которых подает воду населению в натуральном виде, без какой-либо очистки.
Все же известны случаи эпидемических вспышек кишечных инфекций даже при пользовании межпластовыми водами. Загрязнение последних может произойти в результате поступления воды из вышележащего горизонта грунтовых вод при трещинах в водоупорной кровле, через заброшенные колодцы и карьеры, вследствие затекания воды вдоль обсадных труб скважины, через негерметически оборудованное устье скважины при затоплении места нахождения скважины во время паводка и т. д.
В последние годы описан ряд случаев, когда вследствие спуска сточных вод промышленных предприятий в карьеры или глубокие овраги загрязняющие вещества проникали в поток межпластовых вод. В этих случаях артезианские скважины, питающиеся водой загрязненного водоносного горизонта, выбывали из строя из-за резкого ухудшения органолептических качеств воды (вода приобретала запах нефти, ароматический запах, соленый вкус и т. п.).
Родники. Подземные воды могут самостоятельно выходить на поверхность земли. В таком случае они носят название родников, из которых образуются ключи или ручейки. Выходить на поверхность могут
как грунтовые, так и межпластовые воды, если соответствующий водоносный горизонт разрезается при падении рельефа, например на склоне горы, в глубоком овраге. Такие родники называются нисходящими (рис. 19).
Если же в овраге или речной долине прерывается первый водоупорный слой, то находящаяся под ним напорная межпластовая вода выходит на поверхность в виде восходящего, бьющего ключом родника. Качество родниковой воды зависит от питающего родник водоносного горизонта и от устройства каптажа, т. е. захватывающих воду сооружений.
При достаточном и постоянном дебите родники используются для устройства водопроводов в небольших населенных пунктах, например селах или рабочих поселках.
Изучение случаев загрязнения родниковых вод показывает, что чаще всего оно происходило вблизи места их выхода, где истончается перекрывающий слой пород.
В других случаях причиной загрязнения служило нерациональное устройство каптажных сооружений.
Гигиенические требования к устройству шахтных и трубчатых колодцев. Для того чтобы предупредить загрязнение подземных вод при эксплуатации водоисточников, необходимо соблюдать следующие основные правила при устройстве и оборудовании колодцев:
а) место устройства колодца должно располагаться выше по рельефу местности и возможно дальше от загрязняющих почву объектов. Это место не должно заболачиваться или затопляться. При эксплуатации необходимо охранять почву окружающей источник территории от загрязнения;
б) стенки колодца или каптажа родника должны быть водонепроницаемыми. Вокруг верхней части стен колодца должен устраиваться так называемый глиняный 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 таким образом, чтобы колодец был закрыт и в него не могли быть внесены загрязнения извне.
Шахтные колодцы. В сельских условиях часто устраивают шахтные колодцы (рис. 20 и 21). В настоящее время для механизированного рытья колодцев применяется машина КШК-30. Средняя скорость рытья шахты колодца с помощью машины 1,5 м/час. Машина отрывает колодеи диаметром 1,2 м и глубиной до 30 м.
Место для колодца выбирают на возвышенности, не ближе 25-30 м от возможных источников загрязнения, например уборной, компоста и т. д. Если уборная расположена выше колодца по рельефу местности, то расстояние между ними при рыхлом мелкозернистом грунте должно быть не менее 80-100 м. При рытье колодца желательно дойти до второго водоносного горизонта, если он залегает не глубже 30 м. Дно шахты колодца остается открытым, а боковые стенки закрепляются материалом, обеспечивающим водонепроницаемость, т. е. железобетонными кольцами (с заделкой стыков между ними цементом), кирпичом или деревянным срубом без щелей. Стенки колодца должны возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м. Для устройства глиняного замка вокруг колодца выкапывают яму глубиной до 1 м и шириной 1 м и наполняют ее хорошо утрамбованной жирной (пластичной) глиной. Вокруг наземной части колодца поверх глиняного замка в радиусе 2 м делают подсыпку песком и замощение 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 большой опыт говорит о том, что в значительном числе случаев загрязнение воды происходит через открытое устье колодца при заборе воды загрязненными ведрами, принесенными из дома.
Лучшим средством подъема воды из колодца нужно признать ручные или механические насосы с электроприводом. Колодцы, оборудованные насосами, наглухо закрыты и не подвергаются загрязнению извне, подъем воды из них облегчен. В том случае, если забор воды осуществляется ведром, также можно устроить закрытый колодец (рис. 22). Для того чтобы свести к минимуму загрязнение воды при подъеме ее с помощью ворота или "журавля", следует устье колодца плотно закрывать крышкой, снимаемой только во время подъема воды. При отсутствии насоса следует пользоваться только общественным ведром, которое рекомендуют делать с полукруглым или коническим дном, чтобы нельзя было поставить его на скамейку или на землю.
Вокруг колодца в радиусе 5 м должно быть устроено ограждение. Корыто для водопоя животных устанавливают ниже колодца по рельефу местности, за оградой.
Трубчатые колодцы. Если грунтовые воды расположены не глубже 7-8 м, то для получения их можно использовать так называемые мелкотрубчатые колодцы (рис. 23). Мелкотрубчатый колодец бурят вручную и оборудуют ручным насосом, производительность которого 0,5-1 м 3 в час.
Из более глубоких водоносных горизонтов воду получают посредством глубокотрубчатых колодцев, которые часто используют на коммунальных водопроводах городов, а также для водоснабжения совхозов, колхозов, РТС, МТФ и отдельных предприятий.
Для устройства глубокотрубчатого колодца с помощью специальных Дуровых станков в земле бурят скважину, представляющую собой вертикальную цилиндрическую 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 скважину забивают металлические трубы, называемые обсадными (рис. 24). Подъем воды из скважины осуществляется различными видами насосов, производительность которых достигает 100 м 3 /час и более.
При правильном устройстве глубокие трубчатые колодцы обеспечивают сохранение чистоты артезианской воды. Но вода в этих колодцах может загрязняться, если между загрязненной грунтовой водой и эксплуатируемым глубоким водоносным горизонтом имеется связь. Грунтовые воды могут проникнуть через проржавевшие обсадные трубы или через стыки между ними, если они плохо заделаны. Поэтому верхняя часть скважины должна закрепляться двумя колоннами обсадных труб, зазор между которыми заливают цементным раствором.
Загрязнения также могут поступать через устье скважины. Для того чтобы предупредить эту возможность, верхнюю колонну обсадных труб в месте вхождения всасывающей трубы насоса или других водоподъемных устройств нужно полностью герметизировать. Зазор между обсадными трубами и стенками скважины (затрубное пространство) заливают под давлением цементным раствором.
Открытые водоемы
Поверхностные воды стекают по естественным уклонам к более пониженным местам, образуя проточные и непроточные водоемы: ручьи, реки, проточные и непроточные озера. Открытые водоемы питаются не только атмосферными, но частично и подземными водами.
Открытые водоемы подвержены загрязнению извне, поэтому с эпидемиологической точки зрения все открытые водоемы в большей или меньшей степени потенциально опасны. Особенно сильно загрязняется вода в участках водоема, лежащих у населенных пунктов и в местах спуска сточных вод.
Органолептические свойства и химический состав воды открытых водоемов зависят 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 вымываемая тонкая взвесь при большой скорости течения воды придает ей мутность.
В водоемах со стоячей водой или с незначительным течением часто наблюдается цветение воды, т. е. массовое развитие планктона из зеленых водорослей. Вода окрашивается в зеленоватый или бурый цвет и вследствие массового отмирания водорослей приобретает неприятный запах и привкус. Имеются данные о том, что при цветении в воде образуются вещества, не безразличные для человеческого организма. Тот или иной, хотя бы незначительный, привкус или запах имеется в воде почти каждого открытого водоема вследствие разложения органических веществ в воде и в донных отложениях, а также из-за вымывания актиномицетов и продуктов их жизнедеятельности из почвы.
Поверхностные воды слабо минерализованы, мягкие, но в непроточных озерах и водохранилищах концентрация солей в них может быть значительно увеличена вследствие испарения воды, особенно в условиях жаркого климата. Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона и даже погоды, например после выпадения осадков.
Самоочищение водоемов. Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений в открытые водоемы, в большинстве из них прогрессирующего ухудшения качества воды не наблюдается. Это нужно отнести за счет тех многообразных физико-химических и биологических процессов, которые ведут к "самоочищению" водоема от взвешенных частиц, органических веществ, микроорганизмов и других видов загрязнений.
При поступлении сточных вод в водоем происходит перемешивание стоков с водой и снижение концентрации загрязнений. Затем взвешенные минеральные и органические частицы, яйца гельминтов и микроорганизмы частично осаждаются, вода осветляется и становится прозрачной.
Попавшие в воду растворенные органические вещества минерализуются за счет жизнедеятельности населяющих водоем микроорганизмов наподобие того, как это происходит в почве. Процессы биохимического окисления заканчиваются нитрификацией с образованием конечных продуктов - нитратов, карбонатов, сульфатов и т. д. Для биохимического окисления органических веществ необходимо наличие в воде растворенного кислорода, запасы которого по мере расхода восстанавливаются за счет диффузии из атмосферы через водное зеркало водоема. В чистых водоемах насыщение воды кислородом превышает 50% * . Ледяной покров, затрудняющий реаэрацию воды, отрицательно сказывается на самоочищении.
* (Процент насыщения воды кислородом определяют по формуле: K=m/M 100%,.
В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных микроорганизмов. Они погибают вследствие обеднения воды питательными веществами, бактерицидного действия солнечных лучей, бактериофагов и антибиотических веществ, выделяемых сапрофитами, и от других факторов.
В результате самоочищения загрязненная вода становится прозрачной, неприятный запах исчезает, органические вещества минерализуются, часть патогенных микробов погибает, и вода приобретает те качества, которые она имела до загрязнения. Скорость самоочищения зависит от мощности водоема и степени его загрязненности.
Ценным показателем степени загрязненности воды органическими веществами и интенсивности процессов самоочищения является биохимическое потребление кислорода (сокращенно ВПК). БПК - это количество кислорода, необходимое для полного биохимического окисления веществ, содержащихся в 1 л воды, при температуре 20°. Чем значительнее загрязнена вода, тем больше ее БПК. Так как определение БПК длительно - до 20 суток, то в санитарной практике часто ограничиваются определением БПК5, т. е. биохимического потребления кислорода 1 л воды в течение 5 суток. Для природных вод БПК5 составляет примерно 70% от полного БПК20. В чистых водоемах БПК5 меньше 2 мг, в относительно чистых водоемах БПК5 находится в пределах 2-4 мг 02 на 1 л (БПК20 3-6 мг 02 на 1 л).
Способность водоема самоочищаться имеет пределы. При сильном загрязнении органическими веществами возникает недостаток растворенного кислорода, отчего развивается анаэробная микрофлора. В результате гнилостных процессов вода и воздух над ней загрязняются зловонными газами, и водоем выбывает из строя не только как источник водоснабжения, но и как физкультурный, оздоровительный и хозяйственный объект. Снижение содержания кислорода в воде до 1,5-2 мг/л вызывает замор рыб, достигающий катастрофического характера при снижении до 1 мг/л. У небольших и особенно непроточных водоемов способность к самоочищению невелика.
При необходимости использовать открытый водоем для водоснабжения следует, во-первых, отдать предпочтение крупным и проточным неурегулированным водоемам, во-вторых, охранять водоем от загрязнения бытовыми и промышленными 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 водоснабжения для водопроводов. До 85% воды, подаваемой городскими водопроводами СССР, забирается из открытых водоемов. Это объясняется развитием и усовершенствованием техники очистки и обеззараживания воды, а также тем, что огромное водопотребление современных крупных городов не может быть обеспечено подземными водами. В местностях, где протекают лишь небольшие реки, дебит воды в них может оказаться недостаточным для водоснабжения крупных городов. Для того чтобы разрешить вопрос водоснабжения, в подобных условиях искусственно повышают полноводность реки путем устройства плотин и водохранилищ, в которых собираются большие запасы воды во время паводка. В последние годы исключительно широкое строительство прудов и водоемов развернулось в местностях, бедных поверхностными и пресными грунтовыми водами, например в районах освоения целинных земель. При устройстве искусственных водохранилищ необходимо проводить ряд специальных мероприятий, чтобы обеспечить хорошее качество воды и предупредить ее цветение. Эти мероприятия состоят в подготовке чаши будущего водохранилища, в частности освобождении ее территории от растительности, углублении берегов, устройстве вокруг водохранилищ не менее стометровой защитной зоны зеленых насаждений, запрещении вспахивания берегов и выпаса на них скота и т. д.
В связи с изложенным о гигиенической характеристике водоисточников разного происхождения ГОСТ 2761-57 предлагает при выборе источников водоснабжения в первую очередь ориентироваться на напорные, межпластовые - артезианские воды. При невозможности их использования изыскивают другие в следующем порядке: а) межпластовые безнапорные воды, в том числе родниковые; б) грунтовые воды; в) открытые водоемы.
1.Санитарно-гигиеническая характеристика подземных источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Классы водоисточников и методы обработки воды. ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».
В зависимости от условий формирования выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и межпластовые(напорные и ненапорные).
Подземные воды, имеющие хозяйственное значение, образуются главным
образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшое количество их образуется в результате фильтрации воды поверхностных водоемов(рек, озер, прудов, болот, водохранилищ и др.) через русла.
Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые делятся на водонепроницаемые и водопроницаемые. Водонепроницаемыми являются глина, известняки, гранит. К водопроницаемым относятся: песок, супесок, гравий, галечник, трещиноватые породы. Вода заполняет поры между частичками пород или трещины и продвигается под действием сил тяжести и капиллярности, постепенно заполняет водоносный горизонт. Глубина залегания подземных вод колеблется от 1-2 до нескольких десятков и тысяч метров.
Верховодка - это подземные воды, залегающие вблизи земной поверхности, собирающиеся на отдельных площадях водонепроницаемых слоев. Образуются за счет фильтрации атмосферных осадков. Верховодка легко загрязняется, качество воды в ней значительно изменяется во времени и заслуживает низкой гигиенической оценки. Поэтому верховодку используют как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в исключительно редких случаях при отсутствии других источников водоснабжения.
Грунтовые воды собираются над первым от поверхности земли слоем водонепроницаемых пород(глина, гранит, известняк). Грунтовые воды являются ненапорными, их статический уровень в колодце соответствует глубине залегания. Они характеризуются непостоянным режимом, который зависит от гидрометеорологических факторов: частоты выпадения и количества осадков, наличия открытых водоемов. В результате этого регистрируются сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. Грунтовые воды имеют более или менее постоянный физико-химический состав и лучшее качество, чем поверхностные. Фильтруясь через слой почвы, они преимущественно становятся прозрачными, бесцветными, не содержат патогенных микроорганизмов.
В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или ненапорными. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы(песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями. При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Ненапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.
К методам улучшения качества воды (водоподготовки) относятся: основные(осветление - удаление из воды взвешенных веществ, обесцвечивание - удаление окрашенных коллоидов или растворенных веществ, обеззараживание - уничтожение вегетативных форм патогенных микроорганизмов) и специальные(опреснение, дефторирование, смягчение, фторирование, обезжелезивание, детоксикация, дезодорация, дезактивация).
ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения»:
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
1.1. Выбор источника водоснабжения должен производиться с учетом его санитарной надежности и возможности получения питьевой воды, соответствующей ГОСТ 2874*.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества»(здесь и далее).
1.2. Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливается на основе:
Санитарной оценки условий формирования и залегания вод подземного источника водоснабжения;
Санитарной оценки поверхностного источника водоснабжения, а также прилегающей территории выше и ниже водозабора по течению воды;
Оценки качества и количества воды источника водоснабжения;
Санитарной оценки места размещения водозаборных сооружений;
прогноза санитарного состояния источников.
1.3. Сбор данных и изучение санитарных, гидрологических, гидрогеологических и топографических условий для выбора источника водоснабжения, а также разработки прогноза санитарного состояния водоема организуются проектирующим учреждением.
1.4. Определение места отбора проб воды, отбор проб и их анализ осуществляются учреждениями санитарно-эпидемиологической службы; отбор проб и их анализ допускается проводить также другим организациям, которым санитарно-эпидемиологическая служба предоставляет такое право.
1.5. Заключение о соответствии источника требованиям стандарта дают органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения или медицинские службы других ведомств, на которые возложены эти обязанности.
2.Методы оценки и показатели санитарного состояния почв селитебных территорий городских и сельских населений.
Врач должен уметь дать гигиеническую оценку санитарного состояния естественной почвы. Во время текущего государственного санитарного надзора необходимо оценить санитарное состояние искусственно созданной почвы на земельных участках жилых и общественных
зданий, детских и спортивных площадках. При неблагоприятной эпидемической ситуации следует определить, не является ли почва фактором распространения патогенных микроорганизмов. Иногда, выясняя причину острых и хронических отравлений, необходимо определить степень загрязнения почвы токсическими химическими веществами(пестицидами, тяжелыми металлами и т. п.).
Для гигиенической оценки санитарного состояния естественной почвы земельных участков, которые отводят под новые населенные пункты, должен быть проведен полный санитарный анализ, т. е. анализ по всем
показателям: санитарно-физическим, физико-химическим, показателям химической, эпидемической и радиационной безопасности(определение механического состава, абсолютной и гигроскопической влажности, содержания общего органического азота, санитарного числа Хлебникова, уровня азота, аммиака, нитритов и нитратов, органического углерода, хлоридов, кислотности почвы, содержания валовых и подвижных форм природных макро- и микроэлементов, вредных химических веществ, в том числе остаточного количества пестицидов, концентрации валовых и подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка, канцерогенных и радиоактивных веществ, микробного числа, титра бактерий группы кишечной палочки, титра анаэробов, количества яиц геогельминтов, личинок и куколок мух).
Контролируют наличие данных санитарного обследования(санитарно-топографического, санитарно-технического, санитарно-эпидемического), оценивают схемы отбора проб почвы, способы их подготовки к анализу, сроки выполнения анализов, условия хранения проб, контролируют наличие результатов лабораторного анализа почвы согласно программе исследований.
Данные санитарного обследования должны содержать санитарно-топографическую характеристику земельного участка(рельеф местности, уровень и направление движения грунтовых вод, размер участка, характер почвы, степень озеленения, расположение источников загрязнения), санитарно-техническое описание состояния объектов, которые могут повлиять на степень загрязнения почвы(перечень объектов, вероятность их влияния на качество почвы, характер загрязнения и его продолжительность, режим эксплуатации участка, механизм загрязнения), характеристику санитарно-эпидемических условий(заболеваемость населения и домашних животных, данные ведомственных лабораторий
о загрязнении смежных с почвой сред - воды поверхностных и подземных источников, продуктов растительного и животного происхождения местного производства).
По данным санитарного обследования можно судить о потенциальных источниках загрязнения почвы, возможных путях миграции и местах локализации загрязнений, т. е. определить, существуют ли основания подозревать, что почва может быть загрязнена экзогенными химическими веществами или быть фактором передачи инфекционных заболеваний.
Плотность населения микрорайона – не должна превышать 450 человек на гектар при площади квартиры 18м 2 . Плотность застройки – 20-21% при 5-6 этажных зданиях, меньше на 3-4% при многоэтажных и выше на 4-5% при малоэтажных зданиях. Краевая линия – разделяет территорию жилой застройки от территорий улиц(здания рекомендуется строить с отступом от краевой линии 3-6м).
К поверхностным водоемам относятся реки, проточные и непроточные озера, водохранилища, ручьи. Поверхностные водоемы питаются за счет как атмосферных осадков, так и подземных вод. Поскольку водоемы пополняются преимущественно атмосферными осадками, химический состав воды в них в основном зависит от гидрометеорологических условий и заметно колеблется на протяжении года. В то же время на химический состав воды существенно влияет характер грунтов на территории водосбора - площади, с которой поверхностный сток в конечном счете попадает в конкретный водоем. Так как во время формирования поверхностных водоемов вода контактирует преимущественно с породами и почвами на поверхности земли, то она обычно содержит мало солей и является пресной.
По сравнению с подземными водами для поверхностных водоемов характерны большое количество взвешенных веществ, низкая прозрачность, повышенная цветность за счет гуминовых веществ, вымывающихся из почвы, более высокое содержание органических соединений, наличие аутохтонной микрофлоры, наличие в воде растворенного кислорода. Поверхностные воды, как правило, слабо или мало минерализованы, мягкие или умеренно жесткие. В то же время в непроточных озерах и водоемах концентрация солей в воде может быть повышенной вследствие испарения. Кроме того, высокая минерализация и жесткость характерны для водоемов, формирующихся в солончаковых грунтах. Поверхностные водоемы в большинстве случаев имеют очень низкое содержание микроэлементов, хотя в природных биогеохимических провинциях возможна высокая их концентрация.
Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона года и даже погоды. Так, во время ливня или таяния снега в водоем смываются взвешенные и гуминовые вещества, остатки химикатов с сельскохозяйственных полей, твердые бытовые и промышленные отходы и т. п. С атмосферными осадками, таянием снега связаны значительные колебания количества воды в поверхностных водоемах. В проточных водоемах расход воды1 весной во время наводнения значительно увеличивается, в то время как летом, особенно в жару и засуху, - уменьшается.
Открытые водоемы легко загрязняются извне. В природных условиях наблюдается определенное загрязнение взвешенными и гуминовыми веществами, остатками растений, которые вымываются поверхностным стоком из почвы, продуктами жизнедеятельности животных и птиц, рыб и водорослей. Поэтому с эпидемиологической точки зрения открытые водоемы потенциально опасны.
Основным источником загрязнения являются сточные воды, которые образуются вследствие использования воды в быту, на промышленных предприятиях, животноводческих и птицеводческих комплексах и т. п. Особенно опасен спуск в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Частичное загрязнение водоемов происходит поверхностным стоком: дождевыми, ливневыми водами, водами, образовавшимися во время таяния снегов. И сточные воды, и поверхностный сток добавляют в водоемы значительное количество взвешен¬ных веществ и органических соединений, вследствие чего повышается цветность, снижется прозрачность, увеличивается окисляемость и БПК воды, уменьшается количество растворенного кислорода, повышаются концентрации азотсодержащих веществ и хлоридов, усиливается бактериальное обсеменение. С промышленными сточными водами и стоком с сельскохозяйственных полей в водоемы поступают токсические химические вещества.
Кроме того, вода открытых водоемов моэ/сет загрязняться вследствие использования водоема для транспортных (пассажирское и грузовое пароходство, лесосплав) целей, во время работы в руслах рек (например, добычи речного песка), водопоя животных, проведения спортивных соревнований, отдыха населения.
Однако каким бы значительным ни был уровень природного загрязнения, водоемы противостоят ему, пытаются избавиться от вредных веществ и, наконец, справляются с этим. Естественные процессы очистки воды от загрязнений называются самоочищением водоемов.
Самоочищение открытых водоемов происходит под влиянием различных факторов, которые действуют одновременно в разных комбинациях. Такими факторами являются:
а) гидравлические (смешивание и разбавление загрязнений водой водоема);
б) механические (осаждение взвешенных частиц);
в) физические (влияние солнечной радиации и температуры);
г) биологические (сложные процессы взаимодействия водных растений с микроорганизмами стоков, которые попали в водоем);
д) химические (разрушение загрязняющих веществ путем гидролиза);
е) биохимические (превращение одних веществ в другие за счет микробиологической деструкции, минерализация органических веществ в результате биохимического окисления водной аутохтонной микрофлорой).
Самоочищение от патогенных микроорганизмов происходит за счет их гибели вследствие антагонистического влияния водных организмов, действия антибиотических веществ, бактериофагов и т. п.
При загрязнении водоемов бытовыми и промышленными сточными водами -процессы самоочищения могут быть заторможены или угнетены. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые сточные воды, образовавшиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, опасны в эпидемиологическом отношении. Неочищенные промышленные сточные воды загрязняют водоемы значительным количеством различных химических веществ. Одни из них влияют на органолептические свойства воды, придавая ей неприятный привкус, запах, вид (хлорбензол, дихлорэтан, стирол, нефть и пр.), другие оказывают токсическое действие на организм человека и животных (мышьяк, кадмий, цианиды и пр.). Иные нарушают биологические и химические процессы в водоеме, замедляя или совсем прекращая самоочищение (ацетон, метанол, этиленгликоль и т. д.). Иногда одно и то же вещество оказывает токсическое действие на организм человека и одновременно отрицательно влияет на самоочищение водоемов или ухудшает органолептические свойства воды (соединения свинца, меди, цинка, ртути и т. д.).
Для целей водоснабжения могут быть использованы открытые водоемы, подземные и атмосферные воды.
Выбор источника водоснабжения устанавливается на основании следующих данных:
характеристика санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории (для подземных источников водоснабжения);
характеристика санитарного состояния места водозабора и самого источника выше и ниже водозабора (для поверхностных источников водоснабжения);
оценка качества воды источника водоснабжения;
определение степени природной и санитарной надежности и прогноза санитарного состояния.
Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водо-снабжения и места водозабора устанавливают органы государ-ственной санитарно-эпидемиологической службы министерств здравоохранения.
При оценке пригодности места водозабора и источника в целом учитываются следующие данные:
краткая характеристика населенного пункта;
ситуационный план, на котором обозначено место предпо-лагаемого водозабора;
схема проектируемого централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения;
указание суточного уровня водопотребления с расчетом на перспективу;
-- данные о качестве воды источника.
Помимо этих общих положений, отдельно дается оценка пригодности места водозабора для поверхностных и подземных водоисточников, а именно:
при подземном водоисточнике необходимо учитывать гидрогеологическую характеристику используемого водоносного горизонта, наличие и характер перекрывающих его слоев и степень их водонепроницаемости, зону питания, соответствие дебита источника намеченному водоотбору, санитарную характеристику местности в районе водозабора, существующие и потенциальные источники загрязнения;
при выборе водоисточника из поверхностных водоемов необходимо обращать внимание на гидрологические данные, минимальные и средние расходы воды, соответствие их предполагаемому водозабору, санитарную характеристику бассейна, наличие промышленных, бытовых, сельскохозяйственных и других объектов, их развитие в будущем.
4.7.1. Открытые водоемы
Открытые водоемы (наземные воды) делятся на естественные (реки, озера) и искусственные (водохранилища, каналы). Их формирование происходит главным образом за счет поверхно-стного стока, атмосферных, талых, ливневых вод и в меньшей степени за счет питания подземными водами. У некоторых во-доемов питание может быть смешанным.
Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая непосредственно соприкасается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает благоприятные условия для развития водной флоры и фауны, активного течения процессов самоочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами, особенно вблизи крупных населенных пунктов и промышленных предприятий.
С целью водоснабжения наиболее часто используются реки, которые представляют собой естественные стоки родников, болот, озер, ледников. Речные воды характеризуются большим количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью.
Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы, пополняющиеся водой главным образом за счет атмосферных осадков, родников. На дне образуются значительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Пруды и озера могут бьггь использованы для водоснабжения в небольших сельских населенных пунктах лишь в том случае, если подземные воды залегают очень глубоко. Эти во-доисточники менее пригодны для питьевых целей, так как зна-чительно подвержены загрязнению и обладают слабовыражен- ной способностью самоочищения. В них часто наблюдается цветение за счет развития водорослей, что ухудшает органолептические свойства воды. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении.
Искусственные водохранилища (или зарегулированные водоемы) создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотгок. Чаще всего имеют комплексное назначение (промышленное, энергетическое, для целей водоснабжения и др.). Устраиваются на реках, что сопровождается затоплением прилегающих огромных территорий. Качество воды в таких водохранилищах в значительной мере зависит от состава речных, талых и грунтовых вод, участвующих в их формировании.
Большое влияние на качество воды в водохранилище, особенно в первые годы его эксплуатации, оказывает санитарная подготовка его ложа (дна). Только полная и тщательная санитарная обработка всей затапливаемой территории, удаление растительности, уборка и дезинфекция земельного участка, занимаемого населенным пунктом, особенно кладбищ, больниц, скотомогильников и др., могут гарантировать эпидемиологическую безопасность и хорошие органолептические свойства воды. В условиях застойного режима, особенно летом, наблюдается "цветение" водохранилищ за счет развития сине-зеленых водорослей. Продукты распада водорослей (аммиак, индол, скатол, фенолы) ухудшают органолептические свойства воды.
Открытые водоемы характеризуются непостоянством химического и бактериального состава, резко меняющегося в зави-симости от сезонов года и атмосферных осадков. Они отличаются небольшим содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.
При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов, так как известно, что в водоеме может находиться большое количество низших растений и животных, влияющих на качество воды. Вследствие этого водная флора и фауна используются в качестве показательных организмов, чувствительных к изменению условий жизни водоема. Эти биологические организмы называются са- пробными (sapros - гнилостный). Существуют четыре степени Органические
вещества
Интенсивность развития отдельных форм
а-Мезосапробная
с
?5 р-Мезосапробн Олигосапроб
Полисапробная
Кислород
Число видов
С
8
Рис. 4.1. Сапробные зоны.
(зоны) сапробности: полисапробная, а-мезосапробная, р-мезо- сапробная и олигосапробная. Каждой зоне сапробности соответствуют свои условия жизни, степень загрязненности, содержание в воде органических веществ, кислорода, наличие животных и растительных форм (рис. 4.1).
Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процессами. Окислительные процессы отсутствуют. Отмечается большое количество белковых веществ, распадающихся в анаэробных условиях. В полисапробных зонах флора и фауна крайне бедны. Обитает мало видов и преобладает один вид, наиболее устойчивый к этим условиям. Происходит интенсивное размножение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл. Водные цветковые растения и рыбы отсутствуют.
а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды приближается к полисапробной, условия разложения белка в значительной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Ко-личество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветковые растения редки, но имеются водоросли и простейшие.
Р-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительными и поэтому вода не загнивает. Количество органических веществ сравнительно невелико, так как они минерализуются почти до конца. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десятками тысяч. Появляются инфузории, разнообразные виды рыб.
Олигосапробная зона характеризуется практически чистой во-дой, пригодной для водоснабжения. В воде отсутствуют процессы восстановления, органические вещества полностью минера-лизованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1000 в 1 мл воды. Флора и фауна весьма разнообразны, интенсивно развиваются различные водоросли, появляются моллюски, ра-кообразные, насекомые. Много цветковых растений и рыб.
При санитарно-гигиенической оценке открытых водоемов большое значение имеют и другие исследования, в частности гельминтологические. Подземные воды образуются главным образом за счет фильт-рации атмосферных осадков через почву. Небольшая часть их образуется в результате фильтрации воды открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ и т. д.) через русло.
Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые по отношению к воде разделяются на водоупорные (водонепроницаемые) и водопроницаемые. Водоупорными породами являются гранит, глина, известняк; к водопроницаемым относятся песок, гравий, галечник, трещиноватые породы. Вода заполняет поры и трещины этих пород. Подземные воды по условиям залегания делятся на почвенные, грунтовые и меж- пластовые (рис. 4.2).
Почвенные воды (поверхностные, или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте, не имеют защиты в виде водоупорного слоя, поэтому состав их резко меняется в зависимости от гидрометеорологических условий. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко подвергаются загрязнению, так как находятся в зоне просачивания атмосферных вод, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует.
Состояние почвенных вод может оказывать влияние на качество грунтовых вод, расположенных ниже почвенных.
Рис. 4.2. Общая схема залегания подземных вод.
1 - водоупорные слои; 2 - водоносный горизонт грунтовых вод; 3 - водоносный горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 - водоносный горизонт меж- пластовых напорных вод (артезианских); 5 - колодец, питающийся грунтовой водой; 6 - колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 7 - ко-лодец, питающийся межпластовой напорной водой.
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды безнапорные, их уровень в колодце устанавливается на уровне подземного слоя воды. Образуются они за счет просачивания атмосферных осадков и уровень вод подвержен большим колебаниям в различные годы и сезоны. Грунтовые воды отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через довольно значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Глубина их залегания в различных местностях колеблется от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельских местностях.
В предупреждении загрязнения грунтовых вод большую роль играет санитарная охрана почвы.
Забор воды производится с помощью колодцев (шахтные, трубчатые и др.). Некоторые из них иногда используются для небольших водопроводов.
В прибрежных местностях грунтовые воды могут иметь гидравлическую связь с водами рек и других открытых водоемов. В этих случаях происходят просачивание речной воды в грунтовый слой и увеличение количества грунтовой воды. Эти воды называются подрусловыми. Подрусловые воды иногда используются в питьевых целях путем устройства инфильтрационных колодцев. Однако вследствие связи с открытым водоемом состав воды в них непостоянен и менее надежен в санитарном отношении, чем в хорошо защищенных грунтовых слоях.
В местности с пересеченным рельефом на склонах гор или в глубине больших оврагов грунтовые воды могут выходить на поверхность в виде родников. Эти родники называются безнапорными, или нисходящими. Родниковая вода по составу и качеству не отличается от питающей ее грунтовой воды и может быть использована для целей водоснабжения.
Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют как бы непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под дав-лением. Поэтому такие воды благодаря напору снизу могут высоко подниматься в колодцах, а иногда самопроизвольно фон-танировать (артезианские воды). Водонепроницаемая кровля надежно изолирует их от просачивания атмосферных осадков и вышерасположенных грунтовых вод. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Эти места часто находятся далеко от места пополнения основных запасов межпластовой воды. Вследствие глубокого залегания межпластовые воды имеют устойчивые физические свойства и химический состав. Малейшее колебание их качества можно рассматривать как признак санитарного неблагополучия. Загрязнение межпластовых вод происходит крайне редко при нарушении целости водоупорных слоев, а также при отсутствии надзора за старыми, уже используемыми скважинами. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на по-верхность в виде восходящих ключей или родников. Их обра-зование связано с тем, что водоупорный слой, расположенный над водоносным, прерывается оврагом. Качество родниковой воды не отличается от питающих ее межпластовых вод.
Атмосферные осадки
Атмосферные осадки образуются в результате сгущения водяных паров атмосферы и выпадения их на землю в виде дождя, содержат небольшое количество солей кальция, магния и поэтому являются очень мягкими. В качестве источника водо-снабжения атмосферные осадки используются редко, главным образом в безводных, засушливых местах, т. е. там, где нет от-крытых водоемов, а получение подземных вод затруднено вследствие их глубокого залегания. При использовании осадков для питьевых целей сбор их должен производиться с соблюдением санитарных правил, в чистые емкости, надежно защищенные от внешних загрязнений. Ввиду того что атмосфера промышленных городов может быть загрязнена различными кислотами, солями натрия, кальция, магния, сажей, пылью, микроорганизмами, атмосферные осадки могут загрязняться и становятся непригодными для питья.
Качество атмосферных осадков зависит также от климатических условий и от того, когда была собрана вода - во время обильных дождей или в период засухи.
Талые воды, образующиеся после таяния снега и льда, ис-пользуют крайне редко в безводных местах. Загрязняются они так же, как атмосферные.
При выборе источников водоснабжения необходимо провести их сравнительную санитарно-гигиеническую оценку и решить этот вопрос конкретно, с учетом местных условий (табл. 4.10).
Исходя из основных гигиенических принципов, в качестве источника водоснабжения должен быть выбран тот, который в своем естественном состоянии более всего приближается к требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01. Наиболее предпочтитель-ным источником являются межпластовые артезианские воды, так как они настолько чисты, что не нуждаются в мероприятиях по очистке и обеззараживанию, требующих специальных сооружений, обслуживающего персонала, больших экономических затрат на строительство и эксплуатацию. Кроме того, они являются напорными, самоизливающимися, что также удобно Характерные особенности источников водоснабжения Поверхностные
источники Подземные источники грунтовые межпластовые Доступность, географиче Большое Большое Ограничен ское распространение ное Обильность (полезный Обычно Ограничен Различная, дебит) весьма зна ная часто огра чительная ниченная Влияние социально-быто Весьма боль Большое Весьма огра вых факторов (плотность шое ниченное населения, развитие про мышленности и др.) Влияние природных фак Весьма боль Большое Ограничен торов (климатических, шое ное сезонных) Ухудшение органолепти Частое Частое Ограничен ческих свойств воды ное Загрязнение химически Нередкое Редкое Весьма ред ми веществами кое Микробное загрязнение Весьма час Редкое Весьма ред (в том числе и патогенны тое кое ми микроорганизмами) Постоянство качества Отсутствует Слабо выра Сильно вы воды жено ражено и экономично. К сожалению, использование таких вод часто затрудняется вследствие большой глубины залегания, недоста-точного дебита (особенно для крупных городов), технико-эко-номических и других трудностей.
Использование больших открытых водоемов (полноводные реки, водохранилища), несмотря на их опасность в эпидемиологическом отношении, наиболее целесообразно для водоснабжения большинства городов.
Очистка и обеззараживание их на современных хорошо обо-рудованных водопроводных станциях под контролем государ-ственной санитарно-эпидемиологической службы и при тща-тельном соблюдении требований СанПиН 2.1.4.1074-01 создают гарантию чистоты воды в эпидемиологическом и санитарно- гигиеническом отношении.
Все возрастающая потребность больших городов в питьевой и хозяйственной воде удовлетворяется в настоящее время за счет создания системы водохранилищ, а также переброски речной воды.
В перспективном водоснабжении городов переброска вод будет играть значительную роль. Не исключено также использование опресненной (морской) воды. Определяемые показатели Показатели качества воды по классам 1-й 2-й 3-й I. Подземные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 1,5 1,5 10 Цветность, градусы, не более 20 20 50 Водородный показатель (pH) 6-9 6-9 6-9 Железо (Fe), мг/дм3, не более о.з 10 20 Марганец (Мп), мг/дм3, не более Сероводород (H2S), мг/дм3, не более 0,1 1 2 Отсутст
вие 3 10 Фтор (F), мг/дм3, не более 1,5-0,7* 1,5-0,7* 5 Окисдяемость перманганатная, мг/дм3 по кислороду, не более 2 5 15 Число бактерий группы кишечной палочки (БГКП) в 1 дм3, не более 3 100 1000 II. Поверхностные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 20 1500 10 000 Цветность, градусы, не более 35 120 200 Запах при 20 и 60 °С, баллы, не более 2 3 4 Водородный показатель (pH) 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 Железо (Fe), мг/дм3, не более 1 3 5 Марганец (Мп), мг/дм3, не более Фитопланктон, мг/дм3, не более Клостридии в 1 см, не более 0,1 1,0 2,0 1 5 50 1000 100 000 100 000 Окисляемость перманганатная, по кислороду, мг/дм3, не более 7 15 20 ВПК полное, по кислороду, мг/дм3, не более 3 5 7 Число лакгозоположительных, кишечных палочек (ЛКП) в 1 дм воды, не более 1000 10 000 50 000 * В зависимости от климатического района.
При невозможности их применения, учитывая качество воды, водоисточники следует выбирать в такой последовательности: межпластовые безнапорные, грунтовые, открытые водоемы.
Вода всех водоисточников в зависимости от ее химического состава, содержания микроорганизмов и других свойств в соответствии с ГОСТом 2761-84) делится на 3 класса (табл. 4.11).
В зависимости от класса "Источника" устанавливается соот-ветствующая технологическая схема обработки воды.