Гигиенические требования к качеству питьевой воды и ее санитарная оценка

Вода, используемая населением для хозяйственнобытовых целей, должна отвечать следующим гигиеническим требованиям:

1) иметь хорошие органолептические свойства — освежающую температуру, быть прозрачной, бесцветной, без неприятного привкуса или запаха;

2) быть безвредной по своему химическому составу;

3) не содержать патогенных микробов и других возбудителей заболеваний.

Эти требования нашли отражение в существующем в нашей стране ГОСТ на качество питьевой воды, подаваемой населению водопроводами. Соответствие качества питьевой воды нормативам, установленным ГОСТ, устанавливается Путем санитарного химикобактериологического анализа воды из водопроводной сети. Вода должна удовлетворять следующим требованиям.

Органолептические свойства воды. Прозрачность воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц. Питьевая вода должна обладать такой прозрачностью, чтобы через слой ее толщиной 30 см можно было прочесть шрифт определенного размера.

Цветность питьевой воды, получаемой из поверхностных и неглубоких источников, может быть вызвана наличием в них вымываемых из почвы гуминовых веществ. Окраска питьевой воды обусловливается также размножением водорослей в водоеме, из которого осуществляется забор воды, а также загрязнением его сточными водами. После очистки воды на водопроводах цветность ее уменьшается. При лабораторных исследованиях сравнивают интенсивность цветности питьевой воды с условной шкалой стандартных растворов и результат выражают в градусах цветности. Цветность воды не должна превышать 20°.

Вкус и запах воды определяются следующим. Наличие в водоисточнике органических веществ растительного происхождения сообщает воде землистый, травянистый, болотистый залах и привкус. При гниении органических веществ возникает гнилостный запах. Причиной запаха и привкуса воды может быть загрязнение ее промышленными сточными водами, а в военных условиях — БОВ. Привкус и запахи некоторых подземных вод объясняются наличием большого количества растворенных в них минеральных солей и газов, например хлоридов, сероводорода. При обычной обработке воды на водопроводных станциях интенсивность запаха уменьшается, но незначительно.

Во время исследования питьевой воды определяют характер запаха или привкуса, а также их интенсивность в баллах: 0 — отсутствие, 1 — очень слабый, 2 — слабый, еще не привлекающий внимания, 3 — заметный, вызывающий неодобрительную оценку воды, 4 — отчетливый, делающий воду неприятной, 5 — очень сильный. Допустима интенсивность запаха или привкуса не более 2 баллов.

Химический состав воды. При химическом анализе питьевой воды, подаваемой населению централизованными водопроводами, определяются показатели, которые характеризуют минеральный состав воды и имеют физиологическое значение.

Жесткость воды обусловливается присутствием в ней солей кальция и магния. Жесткость воды оценивают в градусах или в миллиграммэквивалентах на 1 л Воду до 10° жесткости называют мягкой, от 10 до 20° — средней жесткости, свыше 20° — жесткой, свыше 40° — очень жесткой.

С увеличением жесткости воды ухудшается разваривание мяса и бобовых, увеличивается расход мыла, усиливается образование накипи в паровых котлах и радиаторах, что приводит к излишнему расходу топлива и необходимости частой очистки котлов. При резком переходе от мягкой к очень жесткой воде возможны временные диспепсические явления. Вода с жесткостью свыше 40° неприятна на вкус.

В соответствии с требованиями ГОСТ жесткость питьевой воды должна быть до 20° и в крайнем случае не превышать 40°.

Хлориды и сульфаты в больших концентрациях сообщают воде соленый и горькосоленый привкус и угнетают секреторную деятельность желудка, вследствие чего полагают, что питьевая вода должна содержать не более 350 мг/л хлоридов и 500 мг/л сульфатов.

Фтористые соединения вымываются водой из почвы и горных пород. Фтор в небольших количествах способствует развитию и минерализации костей и зубов. ПрИ прочих равных условиях заболеваемость населения кариесом зубов снижается с повышением концентрации фтора в воде до 1 мг/л. Но вода, содержащая более 1 —1,5 мг/л фтора, оказывает уже неблагоприятное воздействие на организм, причем в первую очередь поражаются зубы. У людей, употреблявших в детском возрасте такую воду, на эмали зубов имеются мелоподобные или пигментированные в желтый или коричневый цвет пятна и дефекты эмали (рис. 22). При содержании фтора больше 5 мг/л поражается и костноовязочиый аппарат. Оптимальным содержанием фтора в питьевой воде считают 0,7—1 мг/л, предельно допустимой концентрацией—1,5 мг/л.

Присутствие других токсических веществ в воде связано главным образом со спуском в водоем промышленных сточных вод. В этих случаях ознакомление с технологией производства. позволяет решить вопрос, какими исследованиями необходимо дополнить обычный анализ воды. Советскими гигиенистами (С. Н. Черкинский и др.) разработаны предельно допустимые концентрации в воде цинка, меди, свинца, мышьяка и многих других ядовитых веществ,, которые также указаны в ГОСТ на качество питьевой воды.

Количество свинца в воде не должно превышать 0,1 мг/л, мышьяка — 0,05 мг/л. Концентрация цинка и меди должна быть не менее 5 мг/л и 3 мг/л. Превышение указанных концентраций цинка и меди приводит к появлению в воде специфического привкуса.

Бактериологические показатели качества воды. С эпидемиологической точки зрения при гигиенической оценке воды имеют значение преимущественно патогенные микроорганизмы. Однако исследование воды на их присутствие является сложным и длительным. Это. привело к необходимости использования косвенных бактериологических показателей. В основе использования этих показателей лежит наблюдение, говорящее о том, что чем меньше загрязнена вода сапрофитами, в том числе кишечной палочкой, тем менее опасна вода в эпидемиологическом отношении. Поскольку кишечная палочка выделяется с испражнениями человека и животных, присутствие ее сигнализирует о фекальном загрязнении воды и, следовательно, о возможном наличии в ней патогенных микроорганизмов.

При исследовании воды на кишечную палочку результаты анализа выражают величиной колититра или коли индекса. Колититр— это наименьшее количество воды, в котором обнаруживается кишечная палочка. Чем меньше (ниже) колититр, тем сильнее фекальное загрязнение воды. Колииндекс — количество кишечных палочек в 1 л воды.

Ряд экспериментальных исследований показал, что если после обеззараживания воды колититр ее поднялся выше 300, то имеется полная гарантия в отношении гибели патогенных микробов тифопаратифозной группы, лептоспир и возбудителей туляремии.

На основании изложенных данных составлены требования ГОСТ к качеству водопроводной воды в отношении ее бактериального состава. Количество сапрофитных бактерий в 1 мл питьевой воды — микробное число — должно быть не более 100. Количество кишечных палочек в I л воды не должно превышать 3 или колититр должен быть не менее 300.

При оценке качества воды шахтных колодцев, на которую не распространяется указанный ГОСТ, нужно руководствоваться следующими требованиями: прозрачность—не менее 30 см, цветность—не более 35—40°, вкус, запах—не более 2—3 баллов, жесткость — не более 40°, колититр — не менее 100, микробное число — до 400 в 1 мл.

Наряду с этим при оценке качества воды колодцев, обычно употребляемой для питья без всякой обработки, могут быть использованы так называемые химические показатели загрязнения водоисточника. К ним относят органические вещества и продукты их распада (аммонийные соли, нитриты, нитраты). Наличие этих соединений может свидетельствовать о загрязнении почвы, через которую протекает вода, питающая водоисточник, и о том, что наряду с этими веществами в воду могли попасть патогенные микроорганизмы,

В отдельных случаях каждый из показателей может иметь и другую природу, например органические вещества могут быть растительного происхождения. Поэтому водоисточник можно признать загрязненным в том случае, если:

1) в воде присутствует не один, а несколько химических показателей загрязнения, 2) в воде одновременно обнаружены бактериальные показатели загрязнения, например кишечная палочка, 3) возможность загрязнения подтверждается санитарными обследованиями водоисточника.

О содержании органических веществ в воде судят по окисляемости, выражаемой в миллиграммах кислорода, который расходуется. на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Наименьшую окисляемость имеют артезианские воды — до 2 мг кислорода на 1 л; в водах шахтных. колодцев окисляемость достигает 3—4 мг кислорода на 1 л, причем она возрастает с увеличением цветности воды. Повышение окисляемости воды сверх названных, дафр указывает на возможность загрязнения водоисточника.

Основной источник появления в воде аммонийного азота и нитритов — это разложение белковых остатков, трупов животных, мочи и фекалий. При свежем загрязнении отбросами в воде возрастает содержание аммонийных селей выше 0,1 мг/л. Будучи продуктом дальнейшего биохимического окисления аммонийных солей, нитриты в количестве, превышающем 0,002 мг/л, также являются. важным показателем загрязнения водоисточника. Нитраты представляют собой конечный продукт окисления аммонийных солей. Наличие нитратов в воде при отсутствии аммиака и нитритов говорит о сравнительно давнем попадании в воду азотсодержащих веществ, которые уже успели минерализоваться. При повышенном содержании нитратов в воде (более 20 мг/л) имели место заболевания детей грудного возраста, вскармливаемых питательными смесями, приготовленными на этой воде.

Некоторым показателем загрязнения водоисточника могут служить хлориды, поскольку они содержатся в моче и различных отбросах. Но при этом необходимо помнить, что присутствие больших количеств хлоридов в воде (больше 30—50 мг/л) может быть вызвано вымыванием хлористых солей из засоленных почв.

При оценке воды колодцев руководствуются следующими соображениями. Если санитарные условия, в которых находится источник водоснабжения, и результаты исследования воды благоприятны, то вода может быть использована сырой, т. е. без всякой обработки. Если же качество воды не соответствует гигиеническим требованиям, а санитарное обследование и анализ показали, что не исключается загрязнение колодца, то пользоваться им разрешают лишь при условии обеззараживания воды хлорированием или кипячением и улучшения его санитарного состояния.

водонепроницаемых пород[III], вода образует первый водоносный горизонт подземных вод, который называют грунтовой водой (рис. 23). 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.

Фильтруясь через породу, вода освобождается от взвешенных частиц и микробов и обогащается минеральными солями. Поэтому грунтовые воды прозрачны, имеют незначительную цветность, количество растворенных в них солей увеличивается с глубиной залегания, но в большинстве случаев невелико. При мелкозернистых породах, начиная с глубины 5—6 м, грунтовые воды почти не содержат микробов. Если почва загрязняется отбросами и нечистотами, то существует опасность бактериального загрязнения грунтовых вод. Эта опасность тем больше, чем интенсивнее загрязне вие, чем глубже оно внесено в почву и чем меньше глубина залегания грунтовых вод. Исследования показали, что в мелкозернистых породах бактериальное загрязнение может распространяться по направлению движения грунтовых вод на расстоянии 70—80 м. Грунтовые воды благодаря их доступности широко используются в сельских местностях путем устройства рытых — шахтных и буровых — трубчатых колодцев. Обычно из шахтного колодца, питающегося грунтовой водой, можно получить 1 —10 м[IV] воды в сутки.

Грунтовые воды могут проникнуть в область, где над ними окажется слой водоупорной породы (см. рис. 23). В этом участке они станут межпластовыми, располагаясь между водоупорным ложем и водоупорной кровлей. В зависимости от местных геологических условий межпластовые воды могут образовать второй, третий и т. д. водоносные горизонты. Часто межпластовая вода заполняет все пространство между водоупорными слоями и, если прорезать ее кровлю колодцем, вода в нем, как в сообщающихся сосудах, поднимается, а в некоторых случаях даже изливается фонтаном на поверхность земли. Межпластовая вода, которая поднимается в колодце выше той глубины, где она была встречена при рытье его. называется напорной, или артезианской. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от 15 до нескольких сот метров.

Межпластовые воды характеризуются высокой прозрачностью, бесцветностью, невысокой температурой (5—12°) и постоянством минерального состава. В большинстве случаев последний находится в допустимых пределах, но встречаются подземные воды с избытком солей: очень жесткие, соленые, горько-соленые, богатые фтором, железом или сероводородом. Благодаря тому, что межпластовые воды проходят длинный путь под землей, а сверху прикрыты одним или несколькими водоупорными слоями, защищающими их от загрязнения, эти воды отличаются бактериальной чистотой и, как правило, могут использоваться для питья в сыром виде. Постоянный и большой дебит, от 1 до 50 м* в час, и хорошее качество характеризуют межпластовые воды как лучшие источники водоснабжения.

Все же известны эпидемические вспышки кишечных инфекций и при пользовании межпластовыми водами. Загрязнение последних объяснялось несоблюдением санитарных правил при устройстве и эксплуатации колодцев я поступлением воды из вышележащих загрязненных грунтовых вод при наличии трещин в водоупорной кровле.

Подземные воды могут самостоятельно выходить на поверхность земли и в таком случае носят название родников. Выходить на поверхность могут как грунтовые, так и межпластовые воды, если соответствующий водоносный горизонт разрезается при падении рельефа, например горы, глубокие овраги. Такие родники называются нисходящими. Если же в овраг или речную долину открывается слой с напорной межпластовой водой, то образуется восходящий, бьющий ключом родник. Качество родниковой воды в большинстве случаев хорошее; оно зависит от питающего родник водоносного горизонта и от правильности устройства каптажа (захватывающих воду сооружений).

Чтобы предупредить загрязнение подземных вод при эксплуатации, .необходимо соблюдать следующие правила:

1. Место, где находится колодец, должно располагаться выше по рельефу местности и воз можно дальше от загрязняющих почву объектов. Это место не должно заболачиваться или затопляться. При эксплуатации необходимо охранять почву окружающей источник территории от загрязнения.

2. Стенки колодца или каптажа должны быть водонепроницаемыми. Вокруг верхней части стен колодца должен устраиваться так называемый глиняный замок, чтобы поверхностные воды не могли просочиться вблизи и вдоль стен сооружения к водоносному горизонту или в колодец.

3. Забор воды следует производить таким образом, чтобы колодец или каптаж были закрытыми и в них не могли быть внесены загрязнения извне.

Большой ОПЫТ говорит о том, что подземные воды загрязняются микробами не столько при фильтрации через почву, сколько при попадании загрязнений в колодец вследствие его плохого устройства и забора воды индивидуальными ведрами.

В сельских условиях часто устраивают шахтные колодцы (рис:24). Место для них выбирают на возвышенности, не ближе 20 м от возможных источников загрязнения (например, уборной), если они находятся ниже колодца, ч не менее 80—100 м от этих объектов, если они расположены выше колодца. При рытье колодца желательно дойти до второго водоносного горизонта, если он залегает не глубже 30 м. Боковые стенки колодца закрепляются материалом, обеспечивающим водонепроницаемость, т. е. бетонными кольцами, 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 2 м, шириной 0,7—1 м и наполняют ее хорошо утрамбованной жирной глиной. Вокруг «аземиой части колодца поверх глиняного замка в радиусе 2 м делают подсыпку песком и замощение камнем или кирпичом с уклоном в сторону от колодца для стока воды, проливаемой при заборе.

Лучшим способом подъема воды надо признать насосы. Колодцы, оборудованные насосами, наглухо закрыты и не подвергаются загрязнению извне; подъем воды из цих облегчен. В том случае, если забор воды осуществляется ведром, также можно устроить закрытый колодец (рис. 25). Чтобы свести к минимуму загрязнение воды при подъеме ее с помощью ворота или «журавля», следует плотно закрывать крышкой устье колота и пользоваться только общественным ведром (рис. 26). В радиусе 5 м вокруг общественных колодцев устраивают ограду. Корыто для водопоя животных следует помещать ниже по рельефу, за оградой.

Помимо шахтных колодцев, для добывания подземных вод применяют разные типы трубчатых колодцев. Преимущество трубчатых колодцев заключается в следующем: они могут быть любой глубины, стенки их водонепроницаемы, из металлических труб, вода поднимается насосами. Если грунтовые воды расположены не глубже 6—8 м, то применяются так называемые мелкотрубчатые колодцы (рис. 27), дебит которых достигает 0,5—1 м3 в час. Из глубоких водоносных горизонтов воду добывают путем устройства буровых скважин, оборудуемых металлическими трубами и «асосами. Глубокие трубчатые колодцы часто используются для водоснабжения РТС, МТФ, колхозов, совхозов и водопроводов населенных мест.

Открытые водоемы. Метеорные осадки, стекая по естественным уклонам местности, образуют открытые водоемы: ручьи, реки и озера. Открытые водоемы питаются частично и подземными водами. Путем сооружения плотин устраивают крупные искусственные водохранилища и пруды.

Все открытые водоемы подвержены загрязнению атмосферными осадками и талыми водами, стекающими из населенных пунктов. Особенно сильно загрязняются участки водоема, лежащие у населенных пунктов и в местах спуска бытовых и промышленных сточных вод. В эпидемиологическом отношении вода всех открытых водоемов в большей или меньшей мере считается подозрительной.

Органолептические свойства и химический состав воды открытых водоемов зависят от ряда условий. Высокая цветность воды бывает в тех случаях, когда реки или впадающие в «их притоки протекают в болотистых местах. Если русло реки состоит из глинистых пород, то вымываемая тонкая взвесь вызывает стойкую мутность воды. Особенность водоемов со стоячей водой или с незначительным течением заключается в летнем цветении, т. е. в массовом развитии сине-зеленых водорослей. Вода окрашивается и вследствие массового отмирания и разложения водорослей приобретает неприятный запах и привкус.

Поверхностные воды слабо минерализованные, мягкие, но в непроточных озерах и водохранилищах концентрация солей может значительно увеличиваться вследствие испарения воды.

Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды — оно изменяется в зависимости от сезона и даже погоды, например после дождя.

Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений, в большинстве открытых водоемов не наблюдается прогрессирующего ухудшения качества воды. Причиной этого являются те многообразные физико-химические и биологические процессы, которые ведут к самоочищению водоема.

Самоочищение водоема заключается в следующем. Прежде всего происходит разбавление стоков и осаждение взвешенных частиц на дно. Попавшие в воду органические вещества минерализуются за счет жизнедеятельности населяющих водоем микроорганизмов наподобие того, как это происходит в почве. Для биохимического окисления органических веществ необходимо наличие в воде растворенного кислорода, запасы которого по мере расхода восстанавливаются за счет диффузии из атмосферы в воду.

В результате самоочищения загрязненная вода становится прозрачной, неприятный запах исчезает, органические вещества минерализуются, значительное число патогенных микробов отмирает и вода приобретает те качества, которые она имела до загрязнения. Скорость самоочищения зависит от степени загрязнения воды и от мощности водоема.

Но способность водоема к самоочищению имеет пределы. Сильное загрязнение органическими веществами ведет к падению содержания растворенного кислорода, вследствие чего в воде развивается анаэробная микрофлора. В результате гнилостных процессов вода и воздух над водоемом загрязняются зловонными газами, рыба гибнет, водоем становится непригодным к использованию не только как источник водоснабжения, но и для спортивных, оздоровительных и хозяйственных целей. Способность к самоочищению невелика у небольших и непроточных водоемов.

Из сказанного можно сделать вывод, что при необходимости использовать открытый водоем для водоснабжения следует отдавать предпочтение крупным и проточным водоемам. При этом наряду с охраной водоема от загрязнения бытовыми и промышленными сточными водами, как правило, нужно надежно обеззараживать воду с предварительной очисткой ее для уменьшения взвешенных веществ и цветности.

Ввиду всего сказанного в санитарных правилах, изложенных в специальном ГОСТ на выбор водоисточника, предлагается выбирать источники водоснабжения в следующем порядке: а) межпластовые напорные воды; б) межпластовые безнапорные воды, в том числе родниковые; в) грунтовые воды; г) открытые водоемы.