ТЕМА № 1. ВОДА И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Цель занятия: изучить физиологическое, санитарно-гигиеническое и эпидемиологическое значение воды; изучить гигиенические принципы нормирования качества воды; изучить правила выбора водоисточника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения; научиться проводить анализ и оценивать качество воды.

· Определить органолептические свойства воды (вкус, запах, прозрачность, мутность, цветность).

· Определить физико-химические свойства воды (водородный показатель РН, жесткость).

· Определить санитарно-химические показатели бактериального загрязнения воды (аммиак, нитриты, нитраты, хлориды, сульфаты).

· Оценить качество воды по полученным данным.

· Физиолого-гигиеническое и эпидемиологическое значение воды.

· Заболевания, связанные с употреблением воды, содержащей химические примеси.

· Источники водоснабжения и их гигиеническая характеристика. Причины антропогенного загрязнения водоёмов.

· Методы исследования, используемые при выборе водоисточника.

· Правила отбора воды для исследования. Лабораторные методы исследования.

· Показатели, характеризующие эпидемиологическую безопасность воды (санитарно-химические).

1.Вода является важнейшим фактором окружающей среды, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, работоспособность и заболеваемость человека. Вода играет большую роль в жизни человека, удовлетворяя его физиологические, санитарно-гигиенические и хозяйственные потребности.

Вода принимает активное участие в физиологических процессах организма. Она является универсальным растворителем газообразных, жидких и твёрдых веществ, а также участвует в процессах окисления, промежуточного обмена, пищеварения. Растворённые в воде минеральные соли оказывают влияние на поддержание важнейших биологических констант организма: осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия. Она является участником процессов гидролиза жиров, углеводов, гидролитического и окислительного дезаминирования аминокислот и других реакций промежуточного обмена. Вода обеспечивает тургор кожи человека. Участвует в процессах теплообмена, является частью секретов и экскретов человека.

Вода способна оказывать и отрицательное воздействие на организм в случае её неблагоприятного физического состояния и химического состава или присутствия в ней яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Отрицательное действие может проявиться не только при употреблении такой воды, но и при использовании её для купания и плавания. Водный путь передачи характерен для многих инфекционных заболеваний, таких как острые кишечные инфекции (холера, брюшной тиф, паратифы А и В, дизентерия, энтериты, энтероколиты ), вирусные инфекции (вирусные гепатиты А и Е, аденовирусные и энтеровирусные инфекции: эпидемический аденовирусный конъюнктивит, энтеровирусный полиомиелит, ротавирусный энтерит), бактериальные зоонозные инфекции (туляремия, бруцеллёз, туберкулёз, лихорадка Ку, лептоспирозы), протозойные инфекции (заболевания, вызванные простейшими, характерными для жаркого климата: амёбная и бактериальная дизентерия, лямблиоз, балантидиаз), глистные инвазии (гео- и биогельминтозы: аскаридоз, трихуроз, трихоцефалёз, дранункулёз, анкилостомоз, шистосоматоз и др.).

В санитарно-гигиеническом отношении вода необходима для поддержания в надлежащем санитарном состоянии тела человека, предметов обихода и жилища, для целей физического воспитания (закаливания), оказывает благоприятное влияние на климатические условия, условия отдыха населения, на уровень культуры и быта.

В условиях научно-технического прогресса огромное количество воды расходуется на технические и хозяйственно- бытовые цели.

2. Минеральный состав воды с давних пор привлекал к себе внимание в связи с распространенными заболеваниями неинфекционной природы.

По содержанию ионов природные воды делятся на:

У населения, постоянно пользующегося минерализованной водой (1,5 — 3 г/л сухого остат ка), отмечена повышенная гидрофильность тканей, задержка организмом выпитой воды, снижение диуреза на 30-60%. Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, хуже утоляет жажду. Исследования показали, что избыточное поступление с водой хлоридов, особенно хлоридов натрия, вызывает угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение кровяного давления.

Высокое содержание в питьевой воде сульфатов обуславливает нарушение водно-солевого обмена, вызывают диспептические явления — от лёгкого послабления до выраженного.

Нижним пределом минерализации, при котором поддерживается гомеостаз организма, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации соответствует 200 - 400 мг/л. При этом содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния - 10 мг/л.

Суммарное содержание кальция и магния определяет величину жесткости воды. Жесткая вода мало пригодна для хозяйственно- бытовых нужд, в ней плохо развариваются мясо, овощи и бобовые. Имеются данные о неблагоприятном влиянии жестких вод на здоровье населения, например, повышенная жесткость воды является этиологическим фактором в развитии мочекаменной болезни.

Необходимая суточная норма йода для человека 200 — 220 мкг. С водой в нормальных условиях, как правило, поступает в организм около 120 мкг.

В биогеохимических провинциях с повышенным содержанием стронция в водах у детей выявляются нарушения развития костной ткани, проявляющиеся в задержке развития зубов, удлинении сроков заращивания родничков; при тяжелых случаях отмечаются изменения в тазобедренных суставах, искривления позвоночника. Ранним признаком является короткопалость с симметрично деформированными и утолщенными суставами. Заболевание получило название уродской болезни или Кашина-бека. Патология объясняется конкурентными соотношениями стронция и кальция в организме.

В результате вымывания из геологических структур с залежами селитры может образовываться в воде повышенное содержание нитратов. Нитраты могут поступать с промышленными сточными водами, с сельскохозяйственными стоками. При поступлении нитратов в организм в повышенных количествах развивается эндемическое заболевание — нитратная метгемоглобинемия, возникает гемическая гипоксия с соответствующими проявлениями. В большей степени этому заболеванию подвержены дети раннего грудного возраста.

Очистка воды от мути путём простого отстаивания требует много времени и недостаточно эффективна, а потому для этой цели применяют коагуляцию реактивом, осаждающим взвешенные вещества в воде. При коагуляции устраняется одновременно и цветность воды, если она имеется.

Наибольшее распространение в практике коагуляции воды получил сернокислый алюминий. Процесс состоит в том, что раствор глинозёма при добавлении к воде вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния (бикарбонатами) и образует с ними гидрат окиси алюминия (заряженный положительно), в виде студенистых, хлопьевидных сгустков, которые оседают на дно и увлекают за собой взвешенные частицы (заряженные отрицательно) и частично бактерии. В результате наступает осветление воды, а также устраняется и окраска воды.

Следующим этапом обработки является фильтрация. Фильтры классифицируют:

· по направлению потока — одно- и двухпоточные;

· по количеству фильтрующих слоёв — одно- двух- и многослойные.

В качестве фильтрующих материалов используется кварцевый песок, антрацит, керамзит и другие подобные материалы.

Способы работы медленных фильтров принципиально различаются. В работе медленных фильтров главную роль играет биологическая плёнка, образующаяся на поверхности фильтра (кварцевого песка) из илистого осадка. За счёт биоокисления органических веществ на этой плёнке уменьшается число бактерий в воде (до 99%), снижается окисляемость и цветность. Однако при увеличении толщины биоплёнки фильтрация прекращается. Устройство скорых фильтров позволяет предотвратить этот процесс за счёт промывки фильтра обратным потоком воды. Вода проходит фильтрующий и поддерживающий слои фильтра с более высокой скоростью, чем при медленной фильтрации. Далее через распределительную систему она направляется в резервуар для чистой воды. Для интенсификации процесса фильтрации повышают грязеёмкость фильтров за счет технических решений — увеличения количества фильтрующих слоёв (фильтр двухслойной загрузки) и наличия двух потоков воды (фильтры АКХ и ДДФ). При этом резко увеличивается производительность и эффективность работы фильтров.

При работе скорых фильтров в слое зернистой загрузки может происходить процесс коагуляции — так работают контактные фильтры и осветлители. Их применение не требует предварительного отстаивания и коагуляции. Сравнительная эффективность различных способов фильтрации представлена в таблице 12.

Таблица 12. Сравнительная эффективность способов фильтрации

Очистка питьевой воды (выбор дозы коагулянта):

· Проверьте правильность выбранной дозы коагулянта.

При очистке воды путём коагулирования требуется прежде всего выбрать дозу коагулянта. При недостаточном количестве взятого коагулянта образуется мало хлопьев и не получается хорошего осветления воды, при избытке же его последний остаётся не разложенным бикарбонатом кальция и магния, и вода приобретает кислый вкус. Доза коагулянта устанавливается опытным путём. Перед коагулированием нужно прежде всего определить устранимую жёсткость, так как от неё зависит скорость протекания реакции. Если устранимая жёсткость менее 2 мг экв/л, то для улучшения хлопьеобразования к воде прибавляют 1% раствор соды в количестве, равном половине дозы коагулянта.

Установлена прямая зависимость между дозой коагулянта и устранимой жесткостью воды, а именно, максимальная доза коагулянта приблизительно равна произведению устранимой жёсткости в мг – экв на 2,2. Эта зависимость наглядно видна в таблице 13.

Таблица 13. Доза когулянта в зависимости от устранимой жёсткости воды

Выбор дозы коагулянта складывается из следующих этапов:

По таблице определяют, сколько мл 1% раствора сернокислого алюминия требуется для коагуляции 200 мл воды.

Для обеззараживания воды на водопроводах используются различные физические и химические методы.

Физические (нереагентные) методы обеззараживания воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым (УФ) облучением, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокй частоты, гамма-лучами — применяются в зависимости от конкретных целей и условий обработки воды. Нереагентные методы обеззараживания имеют преимущества перед реагентными: они не изменяют химического состава воды, не приводят к образованию токсичных веществ, не ухудшают органолептических свойств воды, имеют широкий диапазон бактерицидного действия, т.к. действуют непосредственно на структуру микроорганизмов.

Наибольшее применение на водопроводных станциях имеет метод обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200-275 нм; максимум бактерицидного действия УФ-лучами находится в диапазоне волн 260 нм. УФ-облучение воды вызывает быструю гибель вегетативных форм, вирусов, спор микроорганизмов, в том числе устойчивых к хлору.

При местном водоснабжении наиболее надёжным методом обеззараживания воды является кипячение. В результате кипячения в течение 3-5 мин погибают все имеющиеся в воде микроорганизмы, а после 30 мин вода становится стерильной (погибают споры бацилл).

К химическим (реагентным) методам относятся хлорирование, озонирование и обработка воды ионами серебра. Наиболее распространённым методом до настоящего времени является обработка воды соединениями хлора: газообразным хлором Cl2, двуокисью хлора ClО2, хлорной известью Са (ОСl)2 · СаО · Н2О, гипохлоритом кальция Са (ОСl)2, хлораминами. Во всех случаях при контакте этих хлорсодержащих соединений с водой выделяется хлорноватистая кислота, которая частично диссоциирует в воде с выделением гипохлоркатиона ОСl‾ и хлориона Сl ‾:

Обеззараживающее действие оказывает гипохлорид-ион OСl‾ и недиссоциированная хлорноватистая кислота и рассматриваются как «активный хлор». Бактерицидный эффект активного хлора связывают с его окислительным действием на клеточные ферменты, входящие в состав бактериальной клетки, и прежде всего на SH- группы клеточной оболочки бактерий, регулирующие процессы дыхания и размножения. При обеззараживании воды хлором могут применяться разные способы хлорирования воды: нормальное хлорирование (хлорирование по хлорпотребности), хлорирование с преаммонизацией, хлорирование с учётом точки перелома, перехлорирование. На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Как правило, используется метод нормального хлорирования, т. е. метод хлорирования по хлорпотребности. Важное значение имеет выбор дозы, обеспечивающий надёжное обеззараживание. При введении хлорсодержащего реагента в воду основное его количество(более 95%) расходуется на окисление органических и легко окисляющихся (соли двухвалентного железа и марганца) неорганических веществ, содержащихся в воде, и 2-3 % от общего количества хлора — на бактерицидное действие. Количество активного хлора в миллиграммах, которое при хлорировании воды взаимодействует с органическими веществами и некоторыми солями, а также идёт на окисление и обеззараживание микроорганизмов в 1 л воды в течение 30 мин, называется хлорпоглощаемостью. Хлорпоглощаемость воды определяется экспериментально путём проведения пробного хлорирования, т. к. её количество зависит от степени загрязнения воды. Появление в воде остаточного активного хлора свидетельствует о завершении процесса хлорирования воды и служит косвенным показателем её безопасности в эпидемиологическом отношении. Присутствие остаточного активного хлора в концентрациях 0,3-0,5 мг/л является гарантией эффективного обеззараживания. Кроме того, наличие остаточного хлора необходимо для предотвращения вторичного загрязнения воды в водопроводной сети. Хлорпотребность воды - это общее количество активного хлора в миллиграммах, обеспечивающее достаточный эффект обеззараживания воды и определяемое хлорпоглощаемостью воды и наличием остаточного количества активного хлора (0,3-0,5 мг/л) в воде. Хлорирование воды по методу нормального хлорирования наиболее приемлемо при централизованном водоснабжении, т.к. небольшие количества остаточного хлора не изменяют органолептических свойств воды (вкус и запах) и не требуют последующего дехлорирования.

Хлорирование с переаммонизацией применяется для обеззараживания воды, загрязнённой промышленными сточными водами с присутствием фенолсодержащих органических соединений, которые при реакции со свободным хлором образуют хлорфенолы, даже в ничтожных количествах придающих воде сильный аптечный запах. При этом способе вода вначале обрабатывается раствором аммиака, а через 0,5-2 мин хлорируется, в результате чего происходит образование хлораминов, не обладающих неприятными запахами. Остаточное количество активного хлора в воде после обеззараживания её хлораминами в силу более слабого действия хлораминного хлора должно быть выше, чем свободного, и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.

При невозможности экспериментального определения хлорпоглощаемости воды используется метод перехлорирования. Перехлорирование проводят избыточными дозами хлорирующего препарата на основе оценки типа и состояния источника водоснабжения, качества очистки воды и эпидемической ситуации в зоне ограничений вокруг источника водоснабжения. Обеззараживание воды повышенными дозами хлора применяется обычно в полевых условиях, особенно при неудовлетворительных органолептических свойствах воды или неблагоприятном санитарно-топографическом состоянии территории вокруг водоисточника, а также при наличии случаев инфекционных заболеваний в районе. Доза активного хлора для перехлорирования выбирается так, чтобы заведомо превысить хлорпоглощаемость воды и обеспечить избыточное количество остаточного хлора. Это позволит сократить время контакта хлора с водой до 10-15 мин летом и до 30 мин зимой. Для обеззараживания воды повышенными дозами сравнительно чистой воды доза активного хлора обычно выбирается около 5-10 мг/л, для более загрязнённых вод с высокой цветностью и низкой прозрачностью используется доза в 10-20 мг/л, при сильном загрязнении воды и неудовлетворительной санитарно-эпидемической обстановке используется доза 20-30 мг/л и более.

Перехлорирование применяется для дезинфекции шахтных колодцев при вспышке кишечных инфекций в населённом месте, попадании в воду колодцев сточных вод, фекалий, трупов животных и др. или с профилактической целью по окончании строительства колодца, после его чистки или ремонта. Для этого используется обычно 100-150 мг активного хлора на 1 л воды с последующим перемешиванием и отстаиванием в течение 1,5 -2-6 ч и откачкой воды до исчезновения резкого запаха хлора. При обеззараживании воды методом перехлорирования обычно применяется хлорная известь, необходимое количество которой вычисляется исходя из намеченной дозы активного хлора и процентного содержания активного хлора в хлорной извести. Поскольку содержание остаточного хлора при перехлорировании может намного превышать допустимые дозы и вода приобретает неприятный вкус и запах, необходимо произвести удаление избытка хлора, т. е. дехлорировать воду. Для этого обычно применяется 0,01 н раствор гипосульфита натрия или фильтрация воды через активированный уголь.

Недостатками метода хлорирования является ухудшение органолептических свойств воды, образование в воде токсичных веществ (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов), продолжительное время контактирования воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами. Кроме этого, бактерицидное действие химических реагентов распространяется не на все формы микроорганизмов. Однако высокая эффективность и технологическая надёжность делают метод хлорирования самым распространённым в практике питьевой воды как в нашей стране, так и за рубежом.

Ионы серебра обладают выраженным бактериостатическим действием. Введение даже незначительного количества ионов серебра приводит к инактивации ферментов протоплазмы бактериальных клеток (олигодинамический эффект), потере способности к размножению и постепенной гибели. Серебрение воды может осуществляться различными способами: фильтрацией воды через песок, обработанный солями серебра; электролизом воды с серебряным анодом в течение 2 ч, что ведёт к переходу катионов серебра в воду. Преимуществом метода является долгое хранение посеребрённой воды. Из-за высокой стоимости серебро применяется для обеззараживания и консервации небольших объёмов питьевой воды в системах автономного жизнеобеспечения. Метод не используется для воды с большим содержанием взвешенных органических веществ и ионов хлора.

Озонирование основано на окислении органических веществ и других загрязнений воды озоном О3, являющимся сильным окислителем. Бактерицидные свойства озона обусловлены присутствием в воде атомарного кислорода и свободных короткоживущих радикалов НО2 и ОН, которые образуются при разложении озона в воде. Показателем эффективности озонирования является остаточный озон в воде (0,03 мг/л). Преимущества метода состоят в том, что озон улучшает органолептические свойства воды и обеспечивает надёжное обеззараживание воды при малом времени контакта — до 10 мин. Однако высокая энергоёмкость процесса получения озона затрудняет широкое внедрение этого метода.

Специальные методы улучшения качества воды, как правило, подземных источников, ввиду её высокой минерализации применяются с целью удаления из неё некоторых химических веществ и частичного улучшения органолептических свойств. К специальным методам обработки питьевой воды относятся: дезодорация, умягчение, опреснение, обезжелезивание, деконтаминация и др. Дезодорация (устранение неприятных запахов) достигается за счёт обработки воды окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцевокислый калий) или фильтрованием через активированный уголь. Умягчение жёсткой воды (более 20°жёсткости) достигается через ионообменные смолы, загруженные катионитами (катионный фильтр) для обмена анионов. В результате этого происходит обмен ионов кальция и магния на ионы водорода или натрия. Опреснение воды, содержащей избыток минеральных солей (например, морской воды или воды в регионах с высокой засолённостью почв), осуществляется за счет её фильтрации сначала через катионит, а затем через анионит, что позволяет освободить воду от всех растворённых в ней солей. Кроме этого, применяется дистилляция с последующим добавлением известковых солей до нормальной концентрации, характерной для питьевой воды, выпаривание с последующей конденсацией, вымораживание, электродиализ. Обезжелезивание воды, содержащей иона железа, в концентрации, превышающей ПДК (0,3 мг/л), проводится за счёт её аэрации путём разбрызгивания воды в специальных устройствах — градирнях. Метод основан на окислении растворимых солей двухвалентного железа и образовании нерастворимого в воде гидрата окиси железа, который затем осаждается в отстойнике и задерживается на фильтре. Снижение содержания радиоактивных веществ в воде (деконтаминация) осуществляется при применении основных методов её очистки, при более высокой степени загрязнения радионуклеидами воду фильтруют через ионообменные смолы.

1-й пояс(пояс строгого режима) - участок, где находятся место забора воды и головные сооружения водопровода. Сюда включается акватория, примыкающая к водозабору на протяжении не менее 200 м вверх по течению и не менее 100 м ниже водозабора. Здесь выставляется военизированная охрана. Запрещаются проживание и временное пребывание посторонних лиц, а также строительство. В границы 1-го пояса небольших поверхностных источников обычно включается противоположный берег полосой 150-200 м. При ширине водоёма менее 100 м в 1-й пояс входят вся акватория и противоположный берег — 50 м. При ширине более 100 м в 1-й пояс входит полоса акватории до фарватера (до 100 м). При водозаборе из озера или водохранилища в 1-й пояс входит береговая полоса не менее чем 100 м от водозабора во всех направлениях. Акватория 1-го пояса должна быть отмечена бакенами.

2 - й пояс (пояс ограничений) — территория, использование которой для промышленности, сельского хозяйства и строительства или совсем недопустимо, или разрешается на известных условиях. Здесь ограничиваются спуск всех сточных вод и массовое купание.

Для открытых водоисточников протяжённость пояса вверх по течению определяется расстоянием, выше которого поступление загрязнений не отражается на качестве воды в месте забора. Так, верхняя точка этой границы определяется временем, в течение которого поступившие здесь загрязнения при подходе к водозабору ликвидируются в результате самоочищения. Это время установлено в 3-5 суток. Так как процессы самоочищения в зимний период значительно замедляются, то ЗСО 2-го пояса должна быть удалена от водозабора так, чтобы пробег воды от верхней границы зоны до водозабора обеспечил период бактериального самоочищения (не менее 5 суток). Ориентировочно это расстояние для крупных рек составляет вверх по течению 20-30 км, для средних — 30-60 км.

Нижняя граница 2-го пояса устанавливается не менее 250 м от водозабора с учётом ветрового обратного течения.

3-й пояс (пояс наблюдения) — включающий все населённые пункты, имеющие связь с данным источником водоснабжения.

При расчёте водопотребления необходимо учитывать неравномерность расхода воды как в отдельные часы, так и по сезонам года. На основании степени благоустройства населённого пункта разработаны «Нормы водопотребления» СНиП 2.04.2002-84 (табл. 14).

Таблица 14. Нормы хозяйственного водопотребления для населённых пунктов

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: