Гигиена воды

Министерство
здравоохранения
Российской Федерации
СанктПетербургский
Государственный
Педиатрический
Медицинский
Университет
Учебно-методическое
пособие
В.И. БАЕВ
С.Н. ЛЬВОВ
В.В. ХОРУНЖИЙ
И.В. ВАСИЛЬЕВА
Д.А. ЗЕМЛЯНОЙ
ГИГИЕНА
ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
И ИСТОЧНИКОВ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
2
УДК 613.31/.34
ББК 51.2
Г-46
Баев В.И., Львов С.Н., Хорунжий В.В., Васильева И.В., Земляной Д.А.
Гигиена питьевой воды и источников водоснабжения. Учебнометодическое пособие для студентов. – Издание ГБОУ ВПО СПбГПМУ Минздрава России, 2012. – 52 с.
Учебное пособие “Гигиена питьевой воды и источников водоснабжения”
посвящено санитарно-гигиеническому значению воды, в нем подчеркнута роль
в распространении заболеваний инфекционной и неинфекционной природы,
даны методы санитарно-гигиенической оценки качества питьевой воды и его
улучшения
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям высшего профессионального образования "Педиатрия", "Лечебное
дело", "Стоматология" и "Медицинская биофизика".
Рецензенты:
Макаров П.П., д.м.н., профессор кафедры общей и военной гигиены Военно-медицинской Академии им. С.М. Кирова;
Данилова Л.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой биологической химии
Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета.
Утверждено учебно-методическим Советом Университета
 СПбГПМУ, 2012
3
ТЕМА I: “ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
И ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ”
Цель занятия:
Познакомить студентов с
 химическим составом воды, органолептическими и микробиологическими показателями ее качества и влиянием их на состояние здоровья человека;
 принципами нормирования качества питьевой воды;
 санитарно-гигиенической оценкой источников водоснабжения.
Студенты должны уметь:
 выполнять санитарно-гигиеническое обследование водоисточника;
 дать заключение о качестве питьевой воды по ее органолептическим,
химическим и микробиологическим характеристикам;
 решать ситуационные задачи по теме занятия.
С помощью воды передается ряд инфекционных заболеваний: холера, туляремия, бруцеллез, брюшной тиф, паратифы вирусный гепатит, колиэнтериты, дизентерия (амебная и бактериальная), лептоспирозы, лямблиозы, а
также глистные инвазии (аскаридоз, трихоцефалез).
Для заболеваний, вызванных употреблением зараженной воды, характерны
быстрый подъем инфекционной заболеваемости и массовость, т.е. одновременность заболеваемости людей, быстрый спад ее с присоединением так называемого “контактного хвоста”, т.е. эпидемии за счет контактных заражений. Кроме
инфекционных заболеваний, возможно появление различных гельминтозов.
Потребление воды с необычным солевым составом может привести к развитию нитратной метгемоглобинемии, эндемического зоба, флюороза и других
заболеваний.
Недоброкачественная вода, таким образом, может являться причиной заболеваний следующих групп:
1. Инфекционных заболеваний и гельминтозов. Как правило, это обусловлено загрязнением водоемов хозяйственно-фекальными сточными водами и
бытовыми нечистотами и реже с прорывом системы распределения воды и вторичным загрязнением воды в водопроводе.
2. Неинфекционных заболеваний, вызванных составом воды: необычным
химическим составом природной воды или загрязнением водоисточника химическими соединениями при поступлении их со сточными промышленными водами или питьевой воды с избыточным количеством реагентов, используемых
для улучшения ее качества.
Следовательно, чтобы предупредить возникновение указанных заболеваний среди населения, питьевая вода должна соответствовать основным санитарно-гигиеническим требованиям. Согласно этим требованиям доброкачественная вода не должна содержать ядовитые вещества в токсических концентрациях, болезнетворные микробы, яйца и зародыши гельминтов, патогенных для
человека, должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь привкусов и запахов.
4
С 1 января 2002 года в Российской Федерации введены Санитарные правила и
нормы – СанПиН 2.1.4.1074-01 “Питьевая вода. Гигиенические требования к
качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль
качества”, учитывающие современное санитарно-эпидемиологическое состояние окружающей среды, высокие требования к качеству питьевой воды и контролю за ним.
Решить вопрос: отвечает ли вода этим требованиям можно после комплексного проведения оценки ее качества. Оценка качества воды производится
в трех основных случаях:
 при выборе источников централизованного хозяйственно-питьевого
водоснабжения и при дальнейшем их использовании;
 при выборе источников децентрализованного хозяйственно-питьевого
водоснабжения (колодцев и т.д.);
 при санитарном надзоре за централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Нормируется качество воды по четырем группам показателей:
 показателям безопасности воды в эпидемиологическом отношении;
 показателям безвредности воды по химическому составу;
 показателям, обеспечивающим благоприятные органолептические свойства;
 показателям радиационной безопасности воды.
Источниками загрязнения воды в Санкт-Петербурге (как крупном промышленном городе) являются вещества, выпадающие из атмосферного воздуха,
попадающие в воду из почвы. Кроме того, значительное влияние на качество
воды оказывает сброс загрязняющих веществ в водные объекты, предназначенные для водозабора.
Уровень загрязнения воздуха в Санкт-Петербурге определяется выбросами
загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных
источников (в первую очередь – автотранспорта). Так, суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух Санкт-Петербурга в 2009 году составил 625,3 тыс. т, в том числе, твердых веществ – 3,9 тыс. т; диоксида серы –
12,5 тыс. т; оксида углерода – 396,0 тыс. т; оксидов азота (в пересчете на диоксид азота) – 135,9 тыс. т; углеводородов– 2,7 тыс. т; летучих органических соединений – 74,2 тыс. т.
В 2009 году объем сброса сточных вод в поверхностные водные объекты
Санкт-Петербурга, содержащих в своем составе загрязняющие вещества, составил 1105,7 млн м3; в данном объеме содержалось синтетических ПАВ – 155,12
т, железа – 420 т; меди – 4,34 т; свинца – 0,17 т; марганца –111,54 т.
I. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ
(ЭПИДЕМИЧЕСКИХ) ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Эпидемические показатели качества воды оцениваются путем микробиологического исследования наиболее значимых характеристик: общего числа
микроорганизмов, содержания бактерий группы кишечной палочки (БГКП),
количеству спор сульфитредуцирующих клостридий и числу колифагов.
5
Общее микробное число (ОМЧ) – это число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, способных образовывать на питательном агаре при температуре 370С в течение 24 ч колонии, видимые при
двухкратном увеличении. Результат выражают числом колониеобразующих
единиц (КОЕ) в 1 мл исследуемой воды. В 1 мл питьевой воды должно быть не
более 50 КОЕ. Увеличение количества микроорганизмов является признаком
возможного вторичного загрязнения воды в водопроводе и ее эпидемической
опасности.
СанПиНом предусмотрена обязательная идентификация бактерий группы
кишечной палочки по оксидазной активности, т.к. при термостатировании на
питательных средах помимо В. coli дают рост другие грамотрицательные бактерии (псевдомонады и др.). В отличие от В coli все они при постановке цитохромоксидазной пробы образуют колонии фиолетового цвета, которые при
подсчете не должны учитываться. Микробиологическое исследование, выполненное без определения оксидазной активности, может привести к грубой
ошибке.
Следующим микробиологическим показателем качества воды является содержание БГКП. При этом определяют общие колиформные бактерии (ОКБ) и
термотолерантные колиформные бактерии (ТБК). ОКБ – грамотрицательные,
не образующие спор палочки, ферментирующие лактозу до кислоты и газа при
температуре 37 оС в течение 24-48 часов. ТКБ входят в число общих колиформных бактерий, обладают всеми их признаками, но, кроме этого, способны ферментировать лактозу до кислоты и газа при температуре 44 оС в течение 24 часов. Для определения энтеробактерий используют один из двух приемов: метод
мембранных фильтров или титрационный метод. Норма для питьевой воды: в
300 мл ОКБ и ТКБ должны отсутствовать.
При обнаружении в пробе питьевой воды ТКБ, ОКБ, колифагов проводится их определение в повторно взятых в экстренном порядке пробах воды. В таких случаях для выявления причин загрязнения одновременно проводится определение хлоридов, азота аммонийного, нитратов и нитритов. Если в повторно
взятых пробах воды обнаружено ОКБ в количестве более 2 в 200 мл, то проводится исследование проб воды для определения патогенных бактерий кишечной группы и энтеровирусов. Эти исследования проводятся также по эпидемиологическим показаниям по решению центра Госсанэпиднадзора.
Выявление спор сульфитредуцирующих клостридий рекомендовано для
оценки эффективности процессов очистки воды, так как они более устойчивы к
действию неблагоприятных факторов окружающей среды. Обнаружение клостридий в воде перед поступлением ее в распределительную сеть указывает на
недостаточную очистку. В норме споры сульфитредуцирующих бактерий
должны отсутствовать в 20 мл исследуемой воды.
Данные расширенного анализа оценивают на соответствие нормативам по
микробиологическим и паразитологическим показателям, представленным в
таблице 1.
6
Таблица 1
Оценка качества воды по микробиологическим и паразитологическим показателям
Показатели
Термотолерантные
колиформные бактерии
Общие колиформные бактерии
Общее микробное число
Колифаги
Споры сульфитредуцирующих клостридий
Цисты лямблий
Единицы измерения
Нормативы
Число бактерий в 100 мл
Отсутствие
Число бактерий в 100 мл
Отсутствие
Число образующих колоний бактерий
в 1 мл
Число бляшкообразующих единиц в 100 мл
Не более 50
Отсутствие
Число спор в 20 мл
Отсутствие
Число цист в 50 л
Отсутствие
Примечания:
1. При определении проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранной воды.
2. Превышение норматива не допускается в 95% проб, отбираемых в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 месяцев, при количестве исследуемых проб
не менее 100 за год.
3. Определение проводится только в системах водоснабжения из поверхностных источников
перед подачей воды в распределительную сеть.
4. Определение проводится при оценке эффективности технологии обработки воды.
II. ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗВРЕДНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДЫ.
Вода в природных источниках представляет собой исключительно сложный комплекс кристаллогидратов, то есть частиц самых разнообразных по химическому и агрегатному строению соединений естественной и искусственной
природы. Поэтому при гигиенической оценке качества воды прежде всего определяют те ее характеристики, которые прямо или косвенно влияют на состояние здоровья человека и ухудшает ее хозяйственно-бытовые свойства.
В связи с этой концепцией в природной воде выделяют 4 группы химических соединений, подлежащих исследованию.
К первой группе относят показатели возможного загрязнения воды патогенными микроорганизмами.
Ко второй - вещества, имеющие биологическое значение.
К третьей - вещества, в значительных концентрациях оказывающие токсическое действие на организм.
К четвертой - индифферентные и даже полезные соединения.
Рассмотрим более подробно вещества, составляющие перечисленные
группы.
1. Химические соединения – показатели возможного загрязнения воды
патогенными микроорганизмами.
В эту группу химических соединений входят вещества, характеризующие
воду в эпидемическом отношении. К ним относятся азотсодержащие соединения (белки, продукты их распада); все органические вещества, окисляемые кислородом, а также в определенной степени хлориды, фосфаты, растворенный
кислород, биохимическая потребность воды в кислороде (БПК), сероводород и
показатель активной реакции воды (рН).
7
а) Соединения, содержащие азот.
К веществам, имеющим в своем составе азот, относят органические и неорганические соединения. В первую группу входят, как правило, белок и промежуточные продукты его распада (пептиды, аминокислоты и другие). Группу
неорганических соединений, имеющих азот, составляют продукты конечного
распада более сложных органических азотистых веществ (аммиак, соли азотистой и азотной кислот).
Процесс превращения сложных органических азотистых соединений в воде происходит в несколько стадий. Сначала в результате минерализации белков
и продуктов их распада образуется аммиак. Наряду с процессом аммониефикации, т.е. образованием аммиака, идут реакции нитрификации - окисления аммиака кислородом, растворенным в воде, при действии нитрифицирующих
микроорганизмов с образованием азотистой кислоты:
NH3 + O2 → HNO2 + H2
Последняя также при действии микроорганизмов и кислорода окисляется,
образуя азотную кислоту:
2 HNO2 + O2 → 2 HNO3
В последствии часть азотной кислоты относительно медленно восстанавливается в газообразный азот, а часть усваивается водными растениями в качестве источника азота и идет на синтез нового органического вещества.
Количественное соотношение основных компонентов этой системы "NH4+–
NO2––NO3–" во времени различны. Наименее стойким является нитрит-ион, а
более устойчивым нитрат-ион и ион аммония. И если в воду не будут вновь поступать источники аммиака, динамика процесса будет такова, что чем больше
времени пройдет от попадания (загрязнения) в воду органических соединений
азота, тем меньше должно быть в воде аммиака и больше азотной кислоты. И,
наконец, наступает момент, когда стадию образования азотистой кислоты переходит в азотную кислоту.
Несмотря на логичность метода определения белкового азота, в практике
санитарно гигиенической оценки качества воды он не нашел широкого распространения. Это обусловлено отсутствием методических возможностей отличить
азот животного и неживотного происхождения.
Весьма важным является то обстоятельство, что вместе с процессом окисления аммиака и нитритов обнаруживается уменьшение числа патогенных микроорганизмов, то есть идет процесс очищения воды. Это послужило основанием для того, чтобы использовать количественные соотношения в триаде "NH4+–
NO2––NO3–" в качестве одного из критериев возможного загрязнения воды патогенными микроорганизмами.
Санитарно-гигиеническое значение отдельных составляющих триады “аммиак–нитриты–нитраты” не однозначно. Концентрация аммиака в поверхностных водах может быть достаточной, особенно в тех случаях, когда в них, как
например, в болотной воде содержится много соединений гумуса, которые восстанавливают нитраты до аммиака. Значительны количества аммиака в воде
нефтеносных месторождений. Часть аммиака может поступать в открытые водоемы из атмосферы. Из атмосферы в водоемы также поступают другие соеди-
8
нения азота (NO, NO2, N2O и т.д.). Источники их различны: передвижные (автотранспорт) и стационарные (промышленные предприятия).
Нитриты образуются также при разложении азотистых веществ растительного происхождения. Но этот процесс идет очень медленно вследствие чего накопления иона азотистой кислоты практически не наблюдается. Возможно образование нитритов в глубоких грунтовых водах за счет восстановления азотной кислоты. Процесс протекает с большой скоростью и поэтому обнаружить
нитрит-ион через определенное время (вода исследуется спустя значительный
срок после химического образования нитритов) почти не удается. И, следовательно, наличие нитритов в воде – это наиболее важный показатель разложения
азотистых (белковых) соединений животного происхождения.
Для оценки качества воды обнаружение в воде нитратов не имеет существенного значения, оно указывает на давность загрязнения, но с точки зрения
оценки токсичных соединений это довольно важно.
б) Окисляемость воды. Органические соединения.
Различают два источника накопления органических соединений в природной воде - внутренний и внешний. В первом случае органические вещества образуются в результате жизнедеятельности и отмирания (распада) макро- и микроорганизмов и растений, во втором - в результате внесения их с атмосферными или сточными водами. Методически разделить значительное количество органических соединений по их происхождению невозможно. В практике санитарно-гигиенической оценки качества воды эксперты используют косвенный
показатель - количество кислорода, которое идет на окисление соединений, содержащихся в 1 л исследуемой воды - так называемая окисляемость воды. Очевидно, что эта величина является ориентировочной, так как кроме органических
соединений окисляться могут и другие (в том числе и неорганические) вещества. Важна при этом природа окислителя. Например, двухромовокислым калием
окисляется от 90 до 95% соединений, окисляющихся кислородом, а марганцевокислым калием - только 40-45%. Величину окисляемости, полученной при
использовании в качестве окислителя бихромата, называют “химическим потреблением кислорода” - ХПК.
Для оценки качества воды важнее знать не столько величину ее окисляемости, сколько источник накопления органических веществ. Образование органических веществ за счет физико-химических процессов, происходящих в самой воде, не имеет гигиенического значения. А органические вещества, поступающие в воду со сточными водами, имеют большое оценочное и прогностическое значение, так как указывает на возможность загрязнения воды патогенными организмами или токсичными химическими веществами. Установлению
природы органических соединений воды в значительной мере способствует сопоставление ряда показателей качества воды и топографической оценки самого
водоисточника. Например, сочетание высоких значений окисляемости и большой цветности воды лесного и болотного происхождения можно расценивать
как показатель присутствия в воде большого количества гумусовых веществ,
являющихся выраженными восстановителями. В этом случае высокая окисляе-
9
мость особых опасений не вызывает. Но сочетание также высоких величин
окисляемости с малой и низкой цветностью воды указывает на попадание в источник либо промышленных стоков, либо органических соединений животного
происхождения. Учитывая определенную информативность окисляемости воды, она регламентируется государственным стандартом (табл. 2).
Таблица 2
Величина окисляемости воды из разных водоисточников (мг/л)
Водоисточник
Величина окисляемости, мг/л
Тип
Класс
1-й
2,0
Подземный
2-й
5,0
3-й
15,0
1-й
7,0
Поверхностный
2-й
15,0
3-й
20,0
В воде поверхностных водоисточников окисляемость, как правило, выше,
чем в воде закрытых водоисточников.
в) Кислород. Биохимическая потребность в кислороде.
Количество кислорода в воде может колебаться в значительных пределах и
зависит от ряда причин: от температуры, площади аэрации, интенсивности биологических и биохимических процессов в воде, величины поступления в воду
органических соединений. В силу этого вода глубоких подземных источников
часто совсем не содержит кислорода или содержит его в очень малых количествах, а поверхностных источников - в широком диапазоне величин. Кислород
воды используется на окисление всех соединений, окисляющихся кислородом.
Среди них главное место занимают органические соединения животного происхождения, свидетельствующие о возможном загрязнении или заражении воды. Поэтому в оценке качества воды основное значение имеют не абсолютное
содержание в ней кислорода, а скорость уменьшения его количества в течение
нескольких суток хранения исследуемой пробы воды в герметичных условиях
при определенной температуре - это так называемое “биохимическое потребление кислорода” (БПК). Чем больше в воде веществ, окисляющихся кислородом,
тем меньшее количество его останется, то есть тем большее цифровое значение
будет иметь БПК. По величине БПК воду разделяют на:
очень чистую – БПК5 = 1 мг/л,
чистую – БПК5 = 2 мг/л,
довольно чистую – БПК5 = 3-4 мг/л,
загрязненную – БПК5 = 4-5 мг/л,
очень загрязненную – БПК5 = <5 мг/л,
где цифра "5" обозначает время исследования, равное 5 суткам.
Величину БПК5 используют для оценки интенсивности самоочищения водоемов от загрязнений сточными водами. При впадении сточных вод в водоем
10
БПК5 должен быть не более 4 мг/л. Но забор воды из источника для хозяйственно бытовых целей может производиться только при БПК5 не более 2 мг/л.
Для определения этого показателя порцию воды энергично взбалтывают,
насыщая ее кислородом, и определяют в ней исходное количество кислорода. В
закрытом виде воду оставляют на 5 или 20 суток и после этого срока вновь определяют количество кислорода. Разница кислорода между исходным и постинкубаторным уровнем составляет соответственно БПК5 или БПК20.
г) Хлориды.
Под этим термином понимают наличие в воде ионов хлора. Они поступают в воду либо в результате вымывания аниона из почвы, либо со сточными
промышленными или хозяйственно-бытовыми водами. Установить причину
накопления хлоридов в воде при однократном исследовании трудно. Большую
информацию можно получить при определении количества хлоридов в воде в
динамике, а также при сравнении ее величины с таковой в других источниках
одной и той же местности. Увеличение количества хлоридов после дождей свидетельствует о поступлении их с поверхностными водами, которые нередко несут с собой "патогенные микроорганизмы".
Концентрация хлоридов (главным образом в виде NaCl) существенно сказывается на органолептических свойствах воды - ее вкусе. При малой концентрации хлоридов вода неприятна для питья, а при большой она становится непригодной из-за резко соленого вкуса. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 эта величина для централизованного потребления составляет 350 мг/л.
д) Соединения фосфора.
В воде (главным образом открытых водоисточников) содержатся органические и неорганические соединения фосфора. Также как и хлориды, соединения фосфора вымываются из почвы, либо попадают со сточными водами (смыв
с полей фосфатных удобрений, распад белков различного происхождения).
Значительное накопление фосфатов в водоеме происходит за счет промышленных или хозяйственно бытовых вод дает основание отнести их к показателям
загрязнения воды экскрементами. Так, известно, что с мочой человек выделяет
в сутки 2–2,5 г солей фосфора, с калом - около 8% его сухого веса. Это значительные количества, которые могут существенно сказаться на общем содержании фосфорных соединений при попадании сточных вод в водоем.
е) Сероводород.
Вода большинства природных источников не содержит сероводорода. Но
при наличии в воде сильных восстановителей из сульфатов в анаэробных условиях образуется сероводород. Этот процесс идет и в глубоких подземных и в
поверхностных водах. Из воды сероводород быстро дегазируется в атмосферу.
В силу этого большого гигиенического значения, кроме влияния на запах воды,
сероводород не имеет.
Накопление сероводорода в воде в результате гниения белковых тел является уже показателем ее загрязнения. Поэтому для оценки качества воды необходимо всегда при наличии сероводорода установить источник его поступле-
11
ния. Концентрация сероводорода в воде 0,28 мг/л является пределом субъективной переносимости.
ж) Активная реакция среды (рН).
Колебания рН воды доброкачественных источников относительно невелики и составляют от 6,5 до 8,5.
Гигиеническое значение в оценке качества воды этот показатель приобретает только в случае резких колебаний его величины. Последнее может произойти при попадании в водоем промышленных сточных вод, токсичных химических соединений или отравляющих веществ. Поэтому в любом случае при
большом диапазоне изменений рН исследуемой воды и особенно в относительно короткие сроки наблюдения необходимо тщательно выяснить причины таких сдвигов. Такими причинами загрязнения воды могут быть почвенные,
сточные, атмосферные, плохо очищенные хозяйственно-бытовые или производственные поступления химических веществ.
2. Вещества, имеющие положительное значение для организма
В эту группу входят, в частности, соединения микроэлементов, наличие
которых в воде желательно в определенных концентрациях. К ним относятся
следующие микроэлементы: фтор, железо, медь, йод, цинк, марганец, кремний,
кобальт, молибден, селен, хром, никель, олово и ванадий. Основными источниками их поступления в организм является пища. Что касается воды, то ее роль
(как поставщика микроэлементов) известна лишь в отношении фтора, йода,
марганца, меди, цинка и кремния.
ФТОР. Содержание фтора в природных водах колеблется от сотых долей
до 5–12 мг/л. Повышенное количество фтора в воде встречается в местах залежей фтораппатитов и в вулканических местностях.
Физиолого-гигиеническое значение фтора определяется его влиянием на
формирование костного аппарата, в первую очередь, на ткани зубов; увеличивается их прочность, кислотоустойчивость и противодействие заболеванию кариесом. Антикариозное действие фтора связывают с его способностью внедряться в кристаллическую решетку молекул гидроксиаппатита зубной эмали и
образовывать более прочный и кислотоустойчивый фтораппатит. Ион фтора
также препятствует возрастному остеопорозу костей, в частности альвеолярных
отростков, тормозит кальцификацию крупных сосудов, активизирует аденилатциклазную систему, а через нее функцию гормонов, вместе с магнием снижает
частоту возникновения ишемической болезни сердца. Считается, что избыточное количество фтора в воде (свыше 2-5 мг/л) также нежелательно и может
приводить к развитию флюороза, которое характеризуется очаговым разрушением эмали зубов (рис. 1), проявляющимся сначала в виде мелких матовых
пятнышек с превращением в черные пятна с деструкцией эмали и всего зуба.
Болезнь носит эндемический характер.
Таким образом, содержание фтора в питьевой воде должно быть от 0,7 до
1,5 мг/л в зависимости от климатического региона.
ЙОД. Йод в природных пресных водах содержится в очень незначительных концентрациях: 3-9 мкг/л. Оптимальной концентрацией йода в воде явля-
12
ется 20-25 мкг/л. При недостатке йода в воде (меньше 1 мкг/л) развивается эндемический зоб. Это связано с недостатком выработки тироксина, что ведет к
дегенерации и атрофии железистых клеток с последующим разрастанием стромы железы, из-за чего она увеличивается в объеме. Недостаточное образование
тироксина обуславливает снижение окислительных процессов, накопление жира и воды в тканях и развитие слизистого отека кожи и подкожной клетчатки –
микседемы. Возникновение болезни в раннем детском возрасте ведет к задержке роста и умственной отсталости, то есть к кретинизму. Для нормальной жизнедеятельности организма требуется 0,1–0,2 мг йода в день.
Рис. 1. Флюороз в стадии очагового разрушения эмали.
Эндемичные по зобу местности чаще всего располагаются в глубине континентов, нередко имеют горный рельеф, обилие осадков и маломинерализованную воду. На территории РФ к ним можно отнести Санкт-Петербург и Ленинградскую, Московскую, Костромскую области, районы Среднего Поволжья,
Кабардино-Балкарию, Бурято-Монголию, Карелию и другие. В этих местностях
дефицит йода компенсируется продажей населению йодированной соли, содержащей 25 мг йода на 1 кг массы.
ЖЕЛЕЗО. Биологическое значение железа очень велико. Оно входит в состав гемоглобина, в простетические группы ферментов, участвующих в тканевом дыхании – цитохромов, в состав хроматина клеточных ядер. Суточная потребность взрослого человека составляет 10-15 мг, детей до 6-12 мг.
Количества железа более 1 мг/л в воде считается нежелательными из-за
ухудшения физических свойств воды (появление мутности и желто-бурой окраски) и вяжущего привкуса. Однако исходя из его большой значимости для организма, как биоэлемента, наличие небольших количеств следует считать полезным. ПДК железа в воде 0,3 мг/л.
МАРГАНЕЦ. Марганец входит в активный центр и активизирует деятельность полисахаридных и ДНК-РНК-полимераз, пируваткарбоксилазы, фосфаттрансферазы, аргиназы и др. ферментов. При его недостатке появляется задержка развития костного аппарата из-за снижения синтеза хондроэтинсульфата, умственная отсталость, стерильность, атаксия, гипохромазия волос и др.
расстройства. Возможно развитие так называемого "марганцевого рахита". В
13
отличие от "стронциевого рахита" (возникает при избыточном поступлении в
организм стронция и является D-резистентным заболеванием) излечивается
применением витамина D. Поступает в организм от 1 до 22 мг/сутки из них с
водой 4-5%, всасывается 3%. В больших количествах изменяет окраску воды,
придает ей вяжущий привкус. ПДК марганца при выдаче воды потребителю
0,1 мг/л.
МЕДЬ. Участвует в гемопоэзе, стимулируя созревание эритроцитов и способствуя переходу железа из неорганических молекул в железопарафины, стимулирует гормональную активность передней доли гипофиза. При дефиците
меди возникает анемия, задержка роста, ахромотрихия, остеопороз, атаксия,
альбинизм, слабоумие, потеря эластичности стенок крупных сосудов. При недостатке меди в крови белка, переносящего медь (церулоплазмина), развивается
гепатолентикулярная дегенерация (болезнь Вильсона), при которой медь в виде
сульфата откладывается во всех органах и тканях. Суточная потребность 2-2,5
мг. Токсичность меди невелика. Концентрация 15-20 мг/л в организме никаких
изменений не вызывает, но в воде появляется неприятный металлический привкус. ПДК меди в воде 1 мг/л.
ЦИНК. Он входит в состав многих металлоэнзимов (карбангидраз и др.), в
состав гормона поджелудочной железы. В значительном количестве цинк задерживается в тканях гипофиза, половых желез. В сперме его содержание достигает 22 мг%. Количество цинка в организме человека практически равно содержанию железа и в 5 раз больше меди. Он обладает липотропным и антихолистеринемическим действием, усиливает толерантность к инфекциям, способствует усвоению белков, участвует в эритропоэзе (в эритроцитах содержится
около 70 % цинка, определяемого в крови). При его недостатке возникает потеря обоняния, вкуса, затрудняется имплантация зародыша, замедляется рост.
При избытке цинка развивается анемия, которая хорошо излечивается препаратами, содержащими медь. Суточная потребность в цинке 10-15 мг. Употребление воды, содержащей до 30 мг/л цинка, никакого отрицательного действия на
людей не оказывает. Токсическое действие наступает при концентрациях порядка сотен и даже тысяч мг/л. ПДК цинка в воде 5 мг/л.
3. Вредные для здоровья химические вещества
К этой группе относятся такие вещества, присутствие которых в воде во
всех случаях нежелательно или должно быть строго ограничено. Некоторые из
них имеют природное происхождение, то есть попадают в воду естественным
путем в процессе ее иммиграции в толще земных пород, но основную массу составляют продукты производственной и бытовой деятельности людей, попадающие в воду в результате неправильного обращения с ними.
К числу природных веществ, согласно ГОСТ Р 51232-98, отнесены бериллий, молибден, мышьяк, нитраты, свинец, селен, стронций и фтор, природные
радиоактивные вещества, обуславливающие фоновую активность воды. Все эти
вещества могут быть и техногенного происхождения.
Продукты производственной деятельности людей включают огромное
число органических и неорганических химических соединений. В настоящее
14
время утвержден главным государственным врачом РФ список ПДК более 1300
вредных химических веществ, способных попадать в водоемы, которые предназначены для хозяйственно-бытового водоснабжения.
НИТРАТЫ. Источниками поступления нитратов в природные воды служат
органические загрязнения, минеральные удобрения, а также материнские породы, через которые фильтруется вода. Большое количество нитратов в питьевой
воде способно вызывать образование метгемоглобина в крови у детей раннего
возраста, находящихся на искусственном вскармливании. Основными симптомами отравления является отдышка и цианоз, начальные признаки которого появляются при переходе 10-15 % гемоглобина в метгемоглобин. Затем развивается отдышка и сердцебиение; при 20-50 % метгемоглобина появляется слабость, тошнота, понос, судороги, при 70 % генерализованные судороги и коллапс.
Нитратный ион не принадлежит к числу метгемоглобинобразователей. Однако при поступлении в ЖКТ он может переходить в нитритный ион, который
и обуславливает появление метгемоглобина в крови. Этот переход совершается
в результате жизнедеятельности микроорганизмов, населяющих кишечник, к
числу которых принадлежит кишечная палочка и различные кокковые микроорганизмы. У взрослых людей в связи с бактерицидным действием соляной кислоты желудка в верхних отделах кишечника отсутствуют микроорганизмы,
переводящие нитраты в нитриты. Всасывание нитритов происходит именно в
этом отделе кишечника, так что до нижних отделов, где микроорганизмов много, нитраты не доходят.
Иные соотношения складываются у детей раннего возраста. Кислотность
желудочного сока у них невелика, из-за чего микроорганизмы поднимаются до
двенадцатиперстной кишки, где они могут перевести нитраты в нитриты и, всосавшись, последние образуют метгемоглобин. Установлено также, что гемоглобин новорожденных (фетальный) отличается от гемоглобина взрослого своей
способностью более активно присоединять кислород и хуже отдавать его, в
связи с чем он легче окисляется нитритами в метгемоглобин, который труднее
восстанавливается до гемоглобина из-за недостаточного развития ферментной
системы, в частности, метгемоглобинредуктазы, флавинадениннуклеотида, дифосфонитридиннуклеотида и др.
Предельно допустимой концентрацией нитратов в воде является 45 мг/л
(10 мг/л по азоту.)
МЫШЬЯК. Содержание мышьяка в большинстве природных вод крайне
незначительно – около 0,5 мгк/л. Однако встречаются местности с аномально
высокой концентрацией мышьяка. Например, на Тайване широко распространено заболевание эндартериитом, что связано с высоким содержанием мышьяка
в почве и воде. Мышьяк активно и избирательно взаимодействует с макромолекулами, содержащими SH-группы: структурными белками, энзимами, нуклеиновыми кислотами. Связываясь с сульфгидрильными группами многих соединений, он нарушает процессы биоэнергетики на клеточном уровне. Это и обуславливает отрицательное действие мышьяка практически на все органы и системы организма. Хронические интоксикации мышьяком проявляются пораже-
15
Таблица 3
Основные заболевания, вызываемые потреблением воды с токсическими
веществами, превышающими ПДК
Содержание
в воде, ПДК
Подземные воды: 0,1 – 20
мкг/л.
Поверхностные:
0,3 – 5 мкг/л.
Болезнь
Сатурнизм
Свинец
Вещество
Природные воды:
0,05 – 1 мкг/л.
В природных
БГХП – до 10
мкг/л.
Итай-итай
Кадмий
ПДК: 0,03 мг/л.
Мышьяк
ПДК: 0,001 мг/л.
Подземные воды:
0,002–0,8 мг/л;
Поверхностные:
0,003–10 мг/л.
Природные воды – 0.001-0,1
мкг/л;
В природных
БГХП – 1–5
мкг/л, иногда
30–50 мкг/л.
ПДК ртути неорганической –
0,0005 мг/л
Болезнь Минаматы (метил-ртуть)
Ртуть
(неорганические и органические соединения)
ПДК: 0,05 мг/л
Клиническая картина
Общая слабость, ухудшение аппетита, тремор конечностей, похудение, неприятный привкус во рту, свинцовая
кайма на деснах, боль в животе, признаки анемии. Впоследствии парезы, параличи, нарушение гемопоэза, энцефалопатия, хроническая гепато- и нефропатия, анорексия,
"свинцовая колика". Существует корреляция с частотой
умственной отсталости у детей, смертностью от рака почек
и лейкемии
Обнаружена впервые в Японии (в г. Фуку, префектура
Тояма), где рисовые поля орошали водой из реки Джинцу,
в которую сбрасывали промышленные стоки, содержащие
Cd. Зарегистрировано 3000 больных. Суточное поступление Cd в организм достигало 300 мкг и более. Cd – антагонист Ca, Se, Fe, Zn, Co. В патогенезе – дисфункция проксимальных отделов почечных канальцев вследствие отложения кадмия, что приводило к чрезмерной потере с мочой минеральных элементов костной ткани. Болезнь проявлялась сильной болью в ногах и пояснице вследствие остеомаляции и остеопороза, которые способствовали множественным переломам костей (особенно плечевых, локтевых, тазовых, бедренных, ребер и т.п.) и возникновению
деформаций скелета. Сопровождалась железодефицитной
гипохромной анемией, канальцевой дисфункцией почек,
нарушением функции поджелудочной железы и энтеропатией. Кадмию свойственны тератогенные, мутагенные и
канцерогенные эффекты.
Случай массового отравления в Челябинской области в
результате употребления для питья воды из законсервированной шахты, где добывали мышьяковую руду. Содержание мышьяка в воде достигало 3-6 мг/л. Наблюдаются
тошнота, рвота, ухудшение аппетита, головная боль, гиперкератоз, дерматиты, выпадение волос, ломкость ногтей,
неврит, паралич, ухудшение тактильной чувствительности,
нарушение зрения, поражение печени. Повышается заболеваемость онкологическими болезнями
Ртуть – протоплазматический яд, блокирует -SH-группы
тиоловых энзимов, оказывает нейротоксическое, нефротоксическое, гепатотоксическое, гонадотоксическое, эмбриотоксическое и мутагенное действие, влияет на репродуктивную функцию и эндокринную систему. Болезнь
Минаматы впервые зарегистрирована в 1953–1956 гг. в
Японии, у жителей залива Минамата. Концентрация ртути
в воде залива составляла 80-660 мкг/л. Заболели 130 человек, из них – 22 младенца. В 1964-1965 гг. в префектуре
Ниигата вдоль р. Агано заболели 180 человек, из которых
52 погибли Общетоксическое действие проявляется поражением печени и почек, нейротоксическими и кардиотоксическими эффектами. Свойственно канцерогенное действие – хлороформ и бромдихлорметан, по данным MАИР,
принадлежат к канцерогенам группы 2Б.
16
нием кожи (экзема, гиперкератоз, меланоз, алопеция, кератомы), периферической нервной системы (сенсомоторная нейропатия с последующим развитием
мышечной атрофии), центральной нервной системы (токсическая энцефалопатия), системы крови (апластическая анемия, миелогенная лейкемия), печени и
почек. ПДК мышьяка в воде 0,05 мг/л.
СВИНЕЦ. Содержание свинца в природной воде невелико (~ 0,005 мг/л).
Но с промышленными стоками в воду поступает значительное его количество.
Он относится к кумулятивным ядам политропного действия. Период полувыведения свинца из организма составляет около 5 лет. Наиболее характерными являются изменения в ЦНС (полиневриты, энцефалопатии, церебральный атеросклероз), в крови (снижение гемоглобина, уменьшение числа эритроцитов, полихромазия, анизоцитоз), в желудочно-кишечном тракте (спастический хронический колит, свинцовая колика), в костной ткани (отложение свинца в виде
трехосновного фосфата, развитие кариеса зубов), поражение почек (тубулоинтерстициальный нефрит, почечная недостаточность), снижение уровня тироксина, влияет на гормоны коры надпочечников, изменяет уровень витамина D,
угнетает многие ферменты. Патогномоничный симптом хронического отравления свинцом – появление на деснах горизонтальной каймы серого цвета. Содержание свинца в воде не должно превышать 0,03 мг/л.
СЕЛЕН. Селен – микроэлемент, обладающий высокой биологической и
кумулятивной активностью, входит в состав глютатионпероксидазы, то есть
входит в состав ферментной антиоксидантной защиты. Недостаток селена вызывает дистрофию мышц и печени, экссудативный диатез. При избытке селена
обнаружено угнетающее действие его на тиоловые группы ферментов, снижение активности сукцинатдегидрогеназы, холинэстеразы, извращение фосфорного обмена, ухудшение проницаемости мембран клеток печени, нарушение экскреторной функции почек, подавление иммунологической реактивности организма. В России имеются биогеохимические селеновые провинции, например,
на Южном Урале, в Тувинском крае. ПДК селена установлена на уровне
0,001 мг/л.
СТРОНЦИЙ. Повсеместно распространен в природе. При повышении содержания стронция в воде увеличивает активность щелочной фосфатазы, происходит задержка прорезывания зубов и зарастания родничка у детей. Значительное поступление в организм основного антагониста стронция – кальция –
способствует выведению стронция и наоборот. Витамин D ускоряет всасывание
стронция из кишечника. Высокие концентрации стронция в крови приводят к
развитию так называемого "стронциевого рахита", не излечивающегося ни витамином D, ни оптимальным соотношением в рационе кальция/фосфора.
С высокой концентрацией стронция и низкой концентрацией кальция в
почве и воде связывают развитие эндемической "уровской болезни".
ПДК стронция в потребляемой воде ограничено 7 мг/л.
ХРОМ. Увеличение содержание хрома в природных водах связанно с загрязнением их металлургической, кожевенной, текстильной, бумажной и др.
предприятиями. Существующие ПДК равен 0,1 мг/л для хрома (VI) и 0,5 мг/л
для хрома (III).
17
РТУТЬ. Металлическая ртуть в воде нерастворима и поэтому опасности не
представляет. Все соединения ртути в воде растворимы в достаточных для отравления количествах. Попадая в водоемы, под действием микроорганизмов
ртуть окисляется в очень токсичную метилртуть. Она хорошо всасывается в
кишечнике, накапливается в эритроцитах и клетках мозга. Это приводит к развитию тяжелого отравления (меркуриолизму) с богатой симптоматикой (атаксия, сужение полей зрения, резкая анемия, психические нарушения, тремор рук
и ног, парестезии, мышечная атрофия, снижение интеллекта, печеночная и почечная недостаточность и др.). Проникая через гематоэнцефалический барьер,
она вызывает уродства у плода. ПДК для неорганических соединений ртути –
0,005 мг/л, органических – 0,0001 мг/л.
К этой же группе веществ, оказывающих токсическое воздействие, относятся алюминий, молибден, серебро, фенол, бензпирен, галогенпроизводные
органических соединений, нефть и нефтепродукты и т.д.
4. Вещества, условно индифферентные для организма
К этой группе относятся такие вещества, отсутствие или наличие которых
не сказывается на качестве воды, и только при достижении высоких концентраций (десятки, сотни мг/л) они ухудшают органолептические и физические
свойства воды. В связи с этим их содержание в воде может быть допущено до
пределов вкусовой ощутимости или до пределов изменений ее (прозрачность
или цветность). К этим веществам принадлежат: сульфаты, карбонаты, хлориды, свободная углекислота, ионы кальция, магния, натрия, калия, взвеси кремния и окиси алюминия, гумусовые вещества.
ИОНЫ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ. Они представляют катионную основу солевого состава воды. Более половины катионов
представлено натрием, затем следуют ионы кальция, магния, калия, рубидия,
лития. Основное гигиеническое значение имеют ионы кальция и магния. Установлено, что кальций, начиная с 250 мг/л, магний – со 125 мг/л, вызывают изменение вкус воды. Однако значение их этим не исчерпывается. Они являются
эссенциальными веществами, участвующими в обмене веществ. С водой может
поступать до 20 % магния и до 30 % кальция.
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ. Само понятие жесткости воды не является химическим или физиолого-гигиеническим. Под жесткостью воды понимают главным
образом способность воды отрицательно влиять на моющие средства мыла и
образовывать накипь в котлах и кипятильниках. Различают временную, постоянную и общую жесткость.
Временная жесткость обусловлена ионами кальция и магния, находящимися в соединении с гидрокарбонатными анионами (НСО3–). Временной она называется потому, что при кипячении воды происходит разрушение гидрокарбонатов с образованием карбонатов кальция и магния, выпадающих в осадок.
Постоянная жесткость обусловлена соединениями кальция и магния со
всеми другими анионами, кроме гидрокарбонатного: Сl–, SO42–, CO32–, NO3–,
PO43– и т.д. Общая жесткость складывается из временной (устранимой) и постоянной. Общую жесткость воды выражают в единицах СИ – мг-экв/л.
18
Вода с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л считается мягкой, от 3,5 до 7 мгэкв/л – умеренно жесткой, от 7 до 10 мг-экв/л – жесткой и свыше 10 мг-экв/л –
очень жесткой.
Жесткость питьевой воды установлена 7 мг·экв/л.
СУЛЬФАТЫ. Представляют собой соединения аниона SO42– с Na+; Mg2+;
Ca2+. Гигиеническое значение сульфатов заключается, прежде всего, во влиянии
на вкусовые свойства воды. При выдаче воды потребителю установлено содержание сульфатов не более 500 мг/л. В связи с тем, что влияние на органолептические свойства сульфатов и хлоридов складывается, сумма их концентраций,
выраженная в долях от ПДК, не должна превышать 1.
C сульфатов C хлоридов
+
<1
350
500
ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ. Оно определяется путем выпаривания известного объема профильтрованной воды с последующим высушиванием остатка при 110 oС до постоянной массы. Гигиеническое значение плотного остатка заключается в том, что по его величине можно судить о суммарном количестве посторонних веществ в исследуемой воде и,
прежде всего, о ее минерализации. Нормативы СанПиН для воды предусматривают 1000 мг/л, а по согласованию с территориальным управлением либо Центром гигиены и эпидемиологии Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в субъекте Федерации –
1500 мг/л.
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 по обобщенным показателям и содержанию
вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного
происхождения, получивших глобальное распространение (таблица 4), содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в
процессе ее обработки в системе водоснабжения (таблица 4, 5).
19
Таблица 4
Показатели
Единицы
измерения
Нормативы
Показатель
(ПДК),
вредности
не более
в пределах 6-9
Водородный показатель
рН
Общая минерализация (сухой остамг/л
1000(1500)2
ток)
Жесткость общая
ммоль/л
7,0 (10)2
Окисляемость перманганатная
мг/л
5,0
Нефтепродукты, суммарно
мг/л
0,1
Поверхностно-активные вещества
мг/л
0,5
(ПАВ), анионо-активные
Фенольный индекс
мг/л
0,25
Неорганические вещества
Алюминий (Al3+)
мг/л
0,5
2+
Барий (Ba )
мг/л
0,1
Бериллий (Ве2+)
мг/л
0,0002
Бор (В, суммарно)
мг/л
0,5
Железо (Fe, суммарно)
мг/л
0,3 (1,0)2
Кадмий (Cd, суммарно)
мг/л
0,001
Марганец (Mn, суммарно)
мг/л
0,1 (0,5)2
Медь (Cu, суммарно)
мг/л
1,0
Молибден (Mo, суммарно)
мг/л
0,25
Мышьяк (As, суммарно)
мг/л
0,05
Никель (Ni, суммарно)
мг/л
0,1
Нитраты (по NO3)
мг/л
45
Ртуть (Hg, суммарно)
мг/л
0,0005
Свинец (Pb, суммарно)
мг/л
0,03
Селен (Se, суммарно)
мг/л
0,01
2+
Стронций (Sr )
мг/л
7,0
Сульфаты (SO42-)
мг/л
500
Фториды (F-)
Для климатических районов:
-I и II
мг/л
1,5
-III
мг/л
1,2
Хлориды (Сl-)
мг/л
350
Хром (Cr6+)
мг/л
0,05
Цианиды (CN-)
мг/л
0,035
Цинк (Zn2+)
мг/л
5,0
Органические вещества
Гамма-ГХЦГ (линдан)
мг/л
0,0023
ДДТ (сумма изомеров)
мг/л
0,0023
2,4-Д
мг/л
0,033
Класс
опасности
С.-т.
С.-т.
С.-т.
С.-т.
Орг
С.-т.
Орг.
Орг.
С.-т.
С.-т.
С.-т.
Орг.
С.-т.
С.-т.
С.-т.
С.-т.
Орг.
2
2
1
2
3
2
3
3
2
2
3
3
1
2
2
2
4
С.-т.
С.-т.
Орг.
С.-т.
С.-т.
Орг.
2
2
4
3
2
3
С.-т.
С.-т.
С.-т.
1
2
2
Примечания:
1) Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив: "с.-т."- санитарнотоксикологический, "орг."- органолептический.
2) Величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного государственного санитарного врача по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения на основании
оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки.
3) Нормативы приняты в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
20
Таблица 5
Показатели
Хлор
- остаточный свободный
- остаточный связанный
Хлороформ (при хлорировании
воды)
Озон остаточный
Формальдегид (при озонировании воды)
Полиакриламид
Активированная кремнекислота (по Si)
Полифосфаты (по РO4 3-)
Остаточные количества алюминий и железосодержащих
коагулянтов
Единицы
измерения
Нормативы (ПДК),
не более
Показатель
Класс
вредности опасности
мг/л
мг/л
мг/л
в пределах 0,3 – 0,5
в пределах 0,8 – 1,2
Орг.
Орг.
3
3
0,2
С.-т.
2
мг/л
0,3
Орг.
0,05
С.-т.
2
мг/л
мг/л
2,0
С.-т.
2
10
С.-т.
2
мг/л
3,5
Орг.
3
мг/л
см. показатели "Алюминий", "Железо"
III. ПОКАЗАТЕЛИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ БЛАГОПРИЯТНЫЕ
ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ
Органолептические показатели воды являются важными критериями санитарной оценки ее качества. К ним относят температуру, кислотность, запах,
привкус, мутность и цветность воды. Они могут существенно изменяться, превышая по различным причинам рекомендуемые нормативы.
Температура воды. Для поверхностных источников воды температура является значимым показателем ее физического состояния, так как ее колебания
могут существенно влиять на скорость химических реакций, концентрацию
растворенных соединений, а, следовательно, на ее вязкость; интенсивность
фильтрации через активированный уголь (адсорбирующая возможность угля
при снижении температуры воды возрастает). Степень коагуляции, осаждения и
фильтрации при низкой температуре воды могут снизиться. Время выживания в
воде цист, яиц гельминтов при низкой температуре существенно уменьшается.
Температура воды, кроме оказания прямого действия на человека (степень утоления жажды, влияние на теплообмен), служит показателем санитарной надежности водоисточников. Заметные колебания температуры воды колодцев, родников в течение суток свидетельствует об их сообщении с поверхностью почвы, что делает их в санитарном отношении ненадежными. Вода в водоносных
горизонтах, лежащих ниже 15 м, как правило, имеет настоящую температуру с
колебаниями в течение года в пределах 2 oС.
Таким образом, температура воды может влиять на различные аспекты ее
очистки, участвовать в формировании органолептических свойств, и быть одним из показателей ее санитарного благополучия.
Измеряют температуру воды ртутным термометром, который заключен в
специальный чехол либо простым термометром, ртутный шарик которого
21
обернут гигроскопичным материалом (вата, марля), чтобы предохранить его от
повреждения. Термометр с помощью шнура погружают в воду на глубину, с
которой берут воду, через 5 минут сразу же отмечают значение температуры.
Наиболее приятной для питья считается вода, имеющая температуру 7-15 oС.
Цветность воды. Цвет воды, главным образом, определяют природные
химические соединения, которые находятся в растворенном состоянии и имеют
окраску. Например, гуминовые соединения в зависимости от их концентрации
придают воде цвет от желтого до коричневого. При исследовании цветности
воды определяют ее качественно либо количественно. При качественном определении цветности определяют такими терминами: вода бесцветная; слегка
желтоватая; светло-желтая; желтая и так далее. Количественное определение
цветности производят путем сравнения цветности исследуемой воды со стандартной окраской стойких цветных растворов (при визуальном определении с
помощью цилиндров Генера) или с окраской эталонных стекол-фильтров и выражается в градусах.
Исследование производят при дневном рассеянном освещении, сравнивая
цвет растворов на матовом белом фоне. Исследуемую воду со значением прозрачности 30 см и менее, то есть заметно мутную, перед количественным определением цветности необходимо профильтровать. Питьевая вода хорошего качества должна иметь цветность ниже 20 o. Иногда допускается к употреблению
вода со значением цветности 35 o.
Мутность воды. Мутность (прозрачность) воды обусловлена присутствием в ней различных по происхождению взвешенных частиц. Мутность воды отражается на ее органолептических свойствах, а, при наличии большого количества микроорганизмов - на интенсивности и степени обеззараживания, так как
находящиеся в окружении взвешенных частиц микроорганизмы становятся менее доступными действию обеззараживающих средств. Значительное помутнение воды в источниках местного водоснабжения (колодцы) свидетельствуют о
значительном стоке поверхностных (загрязняющих) вод, то есть о связи источника с поверхностью прилежащей почвы.
При отстаивании в большинстве случаев мутность воды уменьшается (вода
очищается), но иногда и увеличивается, например, при выпадении осадка гидрата
окиси железа, что наблюдается чаще, и реже - осадка карбоната кальция. Поэтому
мутность воды необходимо исследовать сразу же после взятия пробы из водоисточника. При мутности менее 30 см вода является непригодной для питья.
Запах и вкус воды. Запах и вкус воды определяется растворенными в ней
химическими соединениями, имеющими различное природное или антропогенное происхождение. Запахом и вкусом обладает вода главным образом открытых и неглубоких подземных водоисточников, особенно имеющих сообщение с
поверхностными почвенными водами. Вода же глубоких подземных водоисточников, как правило, не имеет запаха и вкуса, кроме отдельных случаев, когда вода глубоких артезианских скважин может иметь запах сероводорода или
слабый запах аммиака химического, а не органического их происхождения.
Только после того, когда путем лабораторного исследования показана пригодность воды для питья, можно и нужно определить ее вкус. Качественная
22
питьевая вода должна иметь интенсивность запаха и вкуса не более двух баллов.
Благоприятные органолептические свойства воды определяются соответствующими нормативами СанПиН 2.1.4.1074-01, представленными в таблице 6:
Таблица 6
Показатели
Запах
Привкус
Цветность
Мутность
Единицы измерения
Баллы
Баллы
Градусы
ЕМФ (единицы мутности по формазину)
или мг/л (по каолину)
Нормативы, не более
2
2
20 (35)
2,6 (3,5)
1,5 (2)
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Все источники воды по происхождению можно разделить на три группы:
атмосферные, поверхностные и подземные.
Атмосферные воды.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения атмосферные осадки в виде
дождя и снега используются только в маловодных районах - на юге, крайнем
Севере и в экстремальных ситуациях. Особенностью данных вод является их
малая минерализация и довольно большая загрязненность различными химическими примесями. При прохождении через толщу воздуха вода растворяет газы, входящие в его состав, захватывает пылевые частицы и другие фазы аэродисперсии, включая микроорганизмы. Выпадающие осадки чаще содержат ионы серной, азотной кислот, углекислоту, канцерогенные и радиоактивные вещества. Следовательно, воду атмосферных осадков нельзя считать чистой и ее
использование должно предваряться тщательным анализом с последующим
улучшением её качества.
Поверхностные воды.
К ним относятся источники пресной воды: реки, пруды, искусственные водохранилища, большинство озер, болота, ручьи и источники соленой воды:
океаны, моря, часть озер. Для целей водоснабжения используются источники
пресной воды. Их характерными особенностями являются непостоянство и неоднородность химического и бактериологического составов, слабая минерализация при значительном содержании органических веществ, а также присутствие растительных и животных организмов, в том числе и микробов, доступность для всевозможных загрязнений.
Непостоянство состава объясняется изменениями количества воды в источнике, в зависимости от времени года, метеорологических факторов, а также
локальными загрязнениями воды промышленными и хозяйственно-бытовыми
сточными водами.
Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений в
открытые водоемы, прогрессирующего ухудшения качества воды не наблюдается.
23
Это происходит за счет целого комплекса механических, физико-химических и
биологических явлений, которые ведут к самоочищению водоема. В результате
разбавления концентрация различного рода загрязнений снижается до безопасных пределов. Осаждение крупных взвешенных частиц и коагуляция мелких
приводит к улучшению физических свойств воды и уменьшению количества
микроорганизмов за счет их сорбции и выпадения вместе с взвешенными частицами. В процессе самоочищения происходит отмирание патогенных микроорганизмов. Они погибают из-за обеднения воды питательными веществами,
бактерицидного действия солнечных лучей, бактериофагов и антибиотических
веществ, выделяемых постоянными обитателями воды. Биологические процессы окисления и минерализации сложных органических соединений совершаются за счет жизнедеятельности микро- и макроорганизмов, населяющих водоемы. Интенсивность протекания этих процессов зависит от температуры воды и
количества растворенного кислорода.
Подземные воды.
Они пропитывают толщу земной коры примерно до глубины 13-14 км, заполняя поры, трещины и пустоты. Характерными особенностями подземных вод
являются: более стабильный состав, высокая минерализация, меньшее загрязнение
органическими веществами, слабое развитие биологических процессов, наличие
немногих форм жизни, слабое аэрирование. Состав их сильно зависит от состава
почвы и пород земной коры, где они залегают. В связи с этим для оценки качества
подземных вод необходимо знать не только их физико-химические свойства, но и
геологические условия их формирования, а также санитарное состояние окружения водоисточника. Для хозяйственно-питьевых целей используются грунтовые и
межпластовые воды. Грунтовые воды располагаются над первым водонепроницаемым горизонтом. Глубина их залегания колеблется от 1-2 метров до нескольких десятков. Важнейшими особенностями их является совпадение областей глубины накопления и питания, большая зависимость от метеофакторов, ненадежная
защита от поверхностных загрязнений.
Наиболее надежными являются межпластовые воды. Залегают они в водонепроницаемых породах ниже первого водоупорного слоя, образуя несколько
горизонтов, перекрытых сверху и подстилаемых снизу водоупорными слоями.
Глубина их залегания колеблется от десятков до тысячи и более метров. Особенностью формирования этих вод является несовпадение области питания с
областью накопления. Эти воды обычно свободны от микроорганизмов, более
минерализованы с постоянством химического состава и имеют невысокую температуру.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Цель работы: провести анализ качества воды и дать заключение о ее пригодности.
I. Определение органолептических и физических свойств воды
Определение запаха воды.
В связи с возможностью обладания водой самыми различными запахами в
практике санитарно-гигиенического контроля за водоснабжением принято ха-
24
рактеризовать запах воды следующими определениями и буквенными обозначениями (табл. 7).
Таблица 7
Определение запаха
Ароматический
Болотный
Гнилостный
Древесный
Землистый
Плесневелый
Рыбный
Сероводородный
Травянистый
Неопределенный
Обозначение
А
Б
Г
Д
З
П
Р
С
Т
Н
Ориентировочная принадлежность запаха
Цветочный, огуречный
Илистый, тинистый
Сточный, фекальный
Деревянная кора, мокрая щепа
Свежевспаханной земли
Затхлый
Рыбы
Тухлые яйца
Сено, скошенная трава
Трудно определить их принадлежность
Методически запах определяют дважды: при +20 оС и +60 оС (после нагревания исследуемой воды). Воду взбалтывают и, пользуясь правилом определения запаха неизвестных химических веществ, определяют интенсивность запаха, выражая ее количественно в баллах (табл. 8).
Таблица 8
0
Интенсивность
запаха
Никакого
1
Очень слабый
2
Слабый
3
Заметный
4
5
Отчетливый
Очень сильный
Балл
Описание запаха
Ощущение запаха нет
Не ощущается потребителем, не ощущается при лабораторном исследовании
Внимание потребителя без указания на запах не привлекает
Легко обнаруживается и служит основанием неодобрительного отношения к воде
Обращает на себя внимание и делает воду неприятной для питья
Слишком сильный запах, делает воду непригодной для питья
Запах питьевой воды при 20 oС не должен быть более 2 баллов.
Определение вкуса воды.
Воду для определения вкуса набирают в рот маленькими глотками, держат во рту несколько секунд, определяя вкус, не глотают ее. Характер вкуса:
соленый, горький, сладкий, кислый. Привкус характеризуется произвольно:
рыбный, металлический, хлорный, гнилостный и т.д. Оценку производят в баллах (табл. 9).
Таблица 9
Привкус
Никакого
Очень слабый
Слабый
Балл
0
1
2
Привкус
Заметный
Отчетливый
Очень сильный
Балл
3
4
5
В питьевой воде допускается привкус при температуре 20 oС не более 2
баллов. Пробу на вкус проводят только при уверенности, что вода безвредна.
Определение температуры воды.
Температура воды определяется в самом водоеме с помощью точного термометра с делением 0,1 oС.
25
Определение цветности воды.
Определение цветности воды проводят либо ориентировочно визуально, либо
количественно с помощью электрофотометров. Для этого сравнивают цвета пробы
и эталонной хромово-кобальтовой шкалы, результат выражают в условных градусах данной шкалы. Цветность водопроводной воды должна быть не более 20 o.
Определение прозрачности воды.
Наиболее распространенным способом определения прозрачности воды является метод Снеллена. Суть его заключается в установлении высоты столба воды
в стеклянном цилиндре, через который четко виден печатный стандартный
шрифт. Воду перед определением мутности интенсивно взбалтывают, наливают в
цилиндр Снеллена (под его дно на расстоянии 4 см от него кладут печатный
шрифт Снеллена №1) и через высоту столба читают шрифт. При наличии мутности воду из цилиндра выпускают через кран (находящийся вблизи дна цилиндра)
до тех пор, пока не станут хорошо видны буквы шрифта. Исследование производят при достаточном для чтения освещении и на расстоянии около 1 м. от окна.
Ответ выражают в сантиметрах (табл. 10).
Таблица 10
Высота столба воды, см
10 и менее
10-20
20-30
30 и более
Характеристика мутности воды
сильно мутная
мутная
слегка мутная
прозрачная
Для водопроводной воды прозрачность должна составлять не менее 30 см.
II. Исследование химического состава воды
Определение аммиака.
1
Наливают /3 пробирки исследуемой воды, прибавляют 3-4 капли 50 % раствора сегнетовой соли и 3-4 капли реактива Нейсслера (двойная соль йодной
ртути и йодистого калия, растворенных в йодном калии). Амины образуют с
раствором Нейсслера йодистый меркураммоний, который при малом количестве аммиака дает желтое окрашивание, при большом содержании выпадает в
осадок (табл. 11).
Таблица 11
Ориентировочное определение содержания аммиака
Окрашивание при
рассматривании сбоку
Нет
Чрезвычайно слабо желтое
Очень слабо желтое
Слабо-желтоватое
Светло-желтоватое
Желтое
Мутноватое, резко желтое
Интенсивно бурый, раствор
мутный
Окрашивание при
рассмотрении сверху
Нет
Чрезвычайно слабо-желтое
Светло-желтое
Желтоватое
Желтое
Буровато-желтое
Бурое, раствор мутный
Интенсивно бурый, раствор мутный
Содержание
аммиака, мг
Менее 0,05
0,2
0,4
0,8
2,0
4,0
8,0
20,0
В питьевой воде содержание аммиака допускается не более 0,1 мг/л.
26
Определение солей азотистой кислоты.
Наливают треть пробирки исследуемой воды, прибавляют 0,5 мл реактива
Грисса (смесь нафтиламина с сульфаниловой кислотой в уксусной кислоте) и
нагревают пробирку в водяной бане при температуре 70 оС. В присутствии азотистой кислоты развивается розовое окрашивание. Нитриты в воде допускаются в количестве 0,002 мг/л. (табл. 12).
Таблица 12
Ориентировочное определение содержания в воде нитритов
Окрашивание при
наблюдении сбоку
Нет
Едва заметное розовое
Очень слабо розовое
Слабо розовое
Светло розовое
Розовое
Сильно розовое
Красное
Окрашивание при
наблюдении сверху
Нет
Чрезвычайно слабо розовое
Слабо розовое
Светло розовое
Розовое
Сильно розовое
Красное
Ярко красное
Содержание
нитритов, мг
Менее 0,002
0,004
0,002
0,02
0,04
0,07
0,2
0,4
Определение хлоридов в воде.
Наливают треть пробирки исследуемой воды, подкисляя 2-3 каплями азотной кислоты, и прибавляют несколько капель 10 % раствора азотнокислого серебра. В присутствии небольшого количества хлоридов образуется белая муть,
при значительном количестве – белый творожистый осадок (табл. 13).
Таблица 13
Ориентировочное определение содержания хлоридов
Характеристика мутности
Слабая муть
Сильная муть
Хлопья, оседают не сразу
Белый творожистый осадок
Содержание хлоридов, мг/л
1 – 10
10 – 50
50 – 100
Более 500
Содержание хлоридов природного происхождения не должно превышать
350 мг/л.
Определение сульфатов в воде.
Наливают /3 пробирки исследуемой воды, добавляют 2-3 капли соляной
кислоты и несколько капель хлористого бария, нагревают до кипения. Появление белой мути указывает на содержание в воде солей серной кислоты. В воде
не должно быть более 500 мг/л сульфатов (табл. 14).
Таблица 14
Ориентировочное определение содержания сульфатов
1
Характеристика мутности
Слабая муть, появляется
через несколько минут
Слабая муть, появляется сразу
Сильная муть
Большой осадок, оседает на дно
Содержание сульфатов, мг/л
1 – 10
10 – 100
100 – 500
Более 500
27
Определение окисляемости воды.
К 10 мл исследуемой воды, помещенной в пробирку, прибавляют 0,5 мл
25 % серной кислоты и 1 мл 0,01 Н раствора перманганата калия. Содержимое
пробирки перемешивают и оставляют стоять на 20 минут при температуре воды
29 оС и выше, и на 40 минут, если температура воды в пределах 15-20 оС. Через
указанный срок приближенное значение находят по табл. 15.
Таблица 15
Ориентировочное определение окисляемости
Цвет при наблюдении сбоку
Яркий лилово-розовый
Лилово-розовый
Слабый лилово-розовый
Бледный лилово-розовый
Бледно розовый
Розово-желтый
Желтый
Окисляемость О2, мг/л
1
2
4
6
8
12
16 и выше
Если окисляемость выше 16 мг О2 мг/л, то определение повторяют с предварительным разбавлением исследуемой воды дистиллированной и найденное
значение умножают на величину разведения. В водопроводной воде окисляемость не должна быть выше 4 мг О2/л.
Определение реакции воды проводится колориметрическим методом с
универсальным индикатором.
Определение нитратов в воде.
В небольшую фарфоровую чашку наливают 2 мл исследуемой воды, добавляют несколько капель дифениламина и прибавляют по стенке чашки несколько капель концентрированной серной кислоты. В присутствии солей азотной кислоты с дифениламином получается синее окрашивание.
Определение общей жесткости воды.
В коническую колбу объемом 250-300 мл отмеряют 100 мл исследуемой
воды, добавляют 4-5 мл аммиачного буферного раствора и 5-10 капель индикатора хромогена черного, после чего при помощи пипетки титруют 0,1 Н раствором трилона Б до изменения красно-фиолетового окрашивания в синее с зеленоватым оттенком. 1 мл трилона Б соответствует 0,1 мг/экв жесткости. Последнюю определяют по формуле:
E=
A · 100 мг·экв / л
V
где:
Е – общая жесткость,
А – расход трилона Б, мл,
V – объем взятой пробы, мл.
Общая жесткость питьевой воды не должна быть выше 7 мг·экв/л.
Определение содержания железа.
Наливают треть исследуемой воды в пробирку, подкисляют ее несколькими каплями азотной кислоты и прибавляют 1 мл 10 % раствора роданистого
28
аммония. В присутствии солей железа образуется вишнево-красное окрашивание вследствие образования роданистого железа (табл. 16).
Таблица 16
Ориентировочное определение содержания железа.
Окрашивание при
наблюдении сбоку
Нет
Едва заметное желто-розовое
Очень слабо желтовато-розовое
Слабо желто-розовое
Светло желто-розовое
Желто-розовое
Слабо желто-розово-красное
Окрашивание при
наблюдении сверху
Нет
Очень слабо розовато-желтое
Слабо желто-розовое
Светло желто-розовое
Желто-розовое
Желтовато-красное
Ярко красное
Содержание железа,
мг/л
Менее 0,06
0,1
0,25
0,5
1,0
2,5
5,0
В воде содержание железа допускается до 0,3 мг/л.
Результат работы оформить протоколом (приложение №1).
29
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:
1. Гигиеническое значение воды.
2. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления.
3. Эпидемиологическое значение воды.
4. Гигиенические требования к качеству питьевой воды.
5. Гигиеническое значение физических и органолептических свойств воды.
6. Гигиеническая характеристика различных источников водоснабжения.
7. Химические показатели загрязнения воды органическими веществами.
Правила их оценки.
8. Причины, обусловливающие наличие в воде аммиака, аммонийных солей, нитритов и нитратов и санитарное значение наличия их в воде.
9. В чём заключается процесс минерализации органических веществ в водоёмах? Какие химические показатели свидетельствуют о свежем и давнем загрязнении воды?
10. Система централизованного водоснабжения, гигиенические требования
к ее устройству.
11. Система децентрализованного водоснабжения. Гигиенические требования к выбору места, устройству, эксплуатации трубчатых и шахтных колодцев.
12. Зоны санитарной охраны, гигиенические особенности их организации и
режима.
30
ТЕМА 2: УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Цель занятия:
Познакомить студентов с:
 основными и специальными методами улучшения качества воды;
Студент должен знать:
 основные и специальные методы улучшения качества воды, их основные характеристики, преимущества и недостатки.
Студенты должны уметь:
 определить временную жесткость воды и провести коагуляцию воды;
 оценить качество хлорной извести по содержанию активного хлора;
 хлорировать воду по ее хлорпотребности;
 решать ситуационные задачи.
Под улучшением качества воды понимается коррекция таких показателей,
которые затрудняют или делают невозможным использование ее для удовлетворения физиологических, хозяйственно-бытовых и технических потребностей людей. Если вода не отвечает гигиеническим требованиям СанПиНа, производят улучшение её качеств, используя две группы методов - основные и
специальные (табл. 17).
Таблица 17
Классификация методов улучшения качества воды
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ
(для любой воды):
Осветление и
обесцвечивание
Обеззараживание
физические методы:
отстаивание, фильтрация
химические методы:
коагуляция
физические методы:
облучение ультрафиолетом,
олигодинамическое действие серебра,
применение ультразвука,
применение гамма-лучей,
кипячение.
химические методы:
хлорирование,
озонирование.
МЕТОДЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
(для той воды, которая не
может без них использоваться):
Дезодорация
Обезжелезивание
Умягчение
Опреснение
Обесфторивание
Фторирование
Дегазация
Дезактивания
I. ОСВЕТЛЕНИЕ И ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ ВОДЫ
Основная цель очистки воды в осветлении и обесцвечивании заключается
путём освобождения ее от веществ, обуславливающих мутность и цветность, а
также частично от планктона и микроорганизмов. Это достигается с помощью
отстаивания, фильтрации и коагуляции.
31
1. Отстаивание воды.
Отстаивание воды освобождает ее лишь от крупных взвешенных частиц с
диаметром не меньше 0,1–0,01 мм. Более мелкие частицы практически не оседают и остаются в воде. В составе большинства очистных сооружений водопроводных станций имеются отстойники. По характеру потока воды отстойники условно делят на горизонтальные, радиальные и вертикальные. Вода в них
движется с очень малой скоростью, благодаря чему создаются условия для оседания многих частиц различной дисперсности и удельного веса. При этом мелкие частицы нередко агломерируют и также приобретают способность к оседанию. Для ускорения этого процесса в некоторых отстойниках устраивают так
называемые модули, которые представляют собой системы параллельных полок (каждая высотой 20–40 см), обеспечивающих сокращение пути движения
частиц до дна полки, что существенно увеличивает пропускную способность
отстойников.
При длительном отстаивании, которое нередко имеет место в природных
условиях (пруды, водохранилища), наблюдается не только увеличение прозрачности, но снижение цветности, а также количество микроорганизмов – на
75-90 % (по данным Г.В. Хлопина).
2. Фильтрация воды.
Процесс фильтрования воды заключается в прохождении ее через пористый или мелкозернистый материал. При этом на его поверхности и отчасти в
толще происходит задержка взвешенных частиц микроорганизмов и сорбция
химических веществ. Этот процесс осуществляется за счет механических, физико-химических и отчасти биологических факторов.
Основными элементами любого фильтра являются корпус, фильтрационный материал и дренаж.
В качестве фильтрующего материала употребляются песок, уголь, шлак,
антрацитовая крошка, опилки, ткань, асбесто-целлюлозная масса, фарфор и т.д.
В практике коммунального водоснабжения наибольшее распространение получило применение песка.
Песочные фильтры по скорости фильтрации делятся на медленные и скорые. Скорость фильтрации зависит от размеров частиц песка и давления столба
воды на единицу площади поверхности фильтра. В медленных фильтрах употребляется песок с диаметром песчинок 0,3-2 мм, в быстрых 0,7-1,2 мм. Толщина слоя загрузки составляет: в медленных фильтрах – песок 1250 мм, гравий
400 мм; в скорых фильтрах песок – 700 мм и гравий 600 мм. Для работы медленного фильтра необходимо время для его "созревания", то есть образования
фильтрующего слоя. Мелкие частицы проходят поры фильтрующего материала
беспорядочно, по нескольку штук сразу, а потому вероятность их столкновения
увеличивается, они могут слипаться и прилипать к фильтру, застревать в узких
проходах, образуя пробки и уменьшая сечение пор. Образующаяся фильтрующая пленка задерживает взвешенные частицы и микроорганизмы не только механически, но и за счет сорбции. Кроме того, в этом слое обильно размножается
фито- и зоопланктон, способный уничтожать микроорганизмы, а также содей-
32
ствовать окислению некоторых продуктов распада органических веществ (аммиака, солей азотистой кислоты и т.д.).
Созревшие фильтры могут работать в зависимости от степени загрязнения
воды от 15 до 70 дней. Проходя через слой песка со скоростью 0,1-0,2 м/ч, вода
почти полностью очищается от крупных и мелких взвесей, задержка микроорганизмов при этом достигает 96-99 %. Такие фильтры, однако, обладают малой
производительностью (до 100 м3 в сутки) и используются на небольших водоочистных станциях.
Скорые фильтры устроены несколько сложнее. Они имеют специальную
подводку чистой воды для промывания под напором и потоки для сбора и отведения промытой воды. Вода на них подается после коагуляции и фильтрующая
пленка образуется за счет хлопьев коагулянта, не успевая превращаться в биологическую. Скорость фильтрации достигает 5-7 м/ч. Промывание фильтра
производят 1-2 раза в сутки. Для сокращения производственных площадей и
ускорения процесса обработки воды был предложен контактный осветлитель.
Вода на него подается сразу после смешивания с раствором коагулянта в мелкие слои загрузки и, постепенно поднимаясь вверх, проходит загрузку в порядке убывающей крупности частиц. Чистая осветленная вода собирается над поверхностью загрузки, переливается в промывные лотки и отводятся в резервуар
с чистой водой. Скорость фильтрации 5–5,5 м/ч. Этот способ позволяет также
уменьшить расход коагулянта (на 20 %), отпадает необходимость подщелачивать воду; ликвидируется зависимость скорости реакции от температуры воды.
3. Коагулирование воды.
Осветление воды коагулированием применяется с целью освобождения ее
от мутности и цветности, обусловленных взвешенными коллоидными частицами. В качестве наиболее распространенных коагулянтов употребляются сернокислая соль алюминия Al2(SO4)3·18H2O; сернокислое железо FeSO4·7H2O; хлорное железо FeCl3·6H2O. Перечисленные вещества, будучи растворены в воде,
подвергаются гидролизу с образованием трудно растворимых гидратов окисей
хлопьевидной структуры, обладающих огромной активной поверхностью. Образовавшиеся хлопья гидратов окисей сорбируют на своей поверхности коллоидные частицы и более крупные взвеси, оседают вместе с ними на дно, осветляя воду.
Таким образом, в процессе коагуляции наблюдается несколько стадий:
1) растворение и гидролиз коагулянта;
2) образование хлопьев коагулянта;
3) сорбция и механическое захватывание хлопьями коллоидных и более
крупных взвесей, содержащихся в воде;
4) оседание хлопьев коагулянта.
Скорость протекания и завершенность стадий коагуляции зависит от солевого состава воды, величины рН, количества взвешенных частей в них, температуры, химических свойств коагулянта и условий прохождения процесса коагуляции. Солевой состав воды оказывает влияние на первую стадию процесса
коагуляции. При этом основное значение имеют соли, обуславливающие ще-
33
лочность воды, то есть карбонаты, гидрокарбонаты. Последние связывают ионы
водорода, образовавшиеся в результате гидролиза коагулянта, и обеспечивают поступление гидроксильных ионов, необходимых для образования гидрата окиси.
2Al+3 + 3SO4–2 + 3Ca+2 + 6HCO3- +6H+ + 6OH– → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6H2CO3
При недостатке гидроксильных ионов коагуляция ухудшается. Установлено, что для нормального течения процесса коагуляции щелочность воды должна быть не ниже 1,4-1,8 мг/экв. Если она будет ниже, то прибегают к искусственному подщелачиванию воды. Для этой цели пользуются содой Na2CO3 (0,5 г
на 1 г коагулянта), негашеной известью CaO (0,25 г на 1 г коагулянта) и хлорной известью (0,5 г на 1 г коагулянта).
Избыток щелочности или недостаток коагулянта также нежелателен. В
этом случае образуются растворимые комплексные соединения, которые в последствии могут выпадать в осадок, вызывая вторичное помутнение воды.
Для надлежащего проведения коагуляции необходимо установить щелочность воды и выбрать дозу коагулянта методом пробной коагуляции.
Концентрация водородных ионов влияет не только на гидролиз коагулянта, но имеет большое значение и для стадии хлопьеобразования. Установлено,
что осаждение гидроокиси алюминия достигает полноты при рН 7. Хлопья гидроокиси железа наиболее быстро образуются при рН 5-7 (оптимум рН 5,1-6,4).
Влияние взвешенных веществ на процесс коагуляции зависит от их взаимоотношения с водой. Гидрофильные коллоиды (гуминовые вещества, некоторые продукты разложения белковых тел и др.) вследствие наличия вокруг них
гидратной оболочки являются устойчивыми, плохо сорбирующимися на поверхности хлопьев коагулянта и не способствуют их образованию.
Напротив, гидрофобные коллоиды (глиняные и почвенные частицы, коллоидная кремнекислота и т.п.) в начальной стадии выполняют роль центров
хлопьеобразования. В дальнейшем, когда хлопья достигают более крупных
размеров, оставшиеся частицы сорбируются на поверхностях, утяжеляют и уплотняют их, способствуя быстрейшему осаждению. Исходя из этого, при осветлении воды коагулированием прибегают к добавлению глины, угольного порошка или осадка хлопьев предыдущего коагулирования.
Для укрупнения и ускорения осаждения хлопьев коагулянта необходимо
использовать различные флоккулянты, к числу которых относятся активированный кремнезем (H2SiO3), полиакриламид (ПАА), полифункциональные полимеры амфотерного типа К4 и К6, катионный флоккулянт ВА-2. Их дозирование устанавливается путем проведения опытной коагуляции. Доза ПАА колеблется от 0,2 до 2 мг/л в зависимости от мутности воды.
Низкая температура воды замедляет хлопьеобразование, уменьшает число
столкновений частиц гидроокиси, вследствие чего зимой процесс коагуляции
протекает хуже, чем летом.
Движение воды увеличивает число соударений отдельных частиц гидроокиси и других взвесей, способствуя их агрегации. В связи с этим после внесения коагулянта вода должна быть хорошо перемешана. В дальнейшем желательно поддерживать медленное движение воды (0,2-0,6 м/с) до конца формирования крупных хлопьев, то есть в течение 20-30 минут.
34
В практике осветления воды на городских водопроводах химически чистые коагулянты, как правило, применяются редко. Чаще всего применяются неочищенные коагулянты, получаемые путем обработки серной кислотой веществ
содержащих алюминий в виде окиси Al2O3 (бокситы, глины) или железа Fe2O3.
Такие коагулянты содержат много балластных веществ (до 70-80%) в виде глинистых веществ, что способствует процессу коагуляции.
II. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ
Под обеззараживанием воды понимается в первую очередь освобождение
ее от патогенных микроорганизмов. Однако, как правило, действие обеззараживающих агентов распространяется и на непатогенные виды бактерий.
Обеззараживание воды можно достичь действием физических, химических
и механических факторов.
А) Физические методы обеззараживания воды.
Действие высокой температуры.
Оптимальная температура для большинства видов микроорганизмов (особенно патогенных) находится в пределах 30-37 оС. Повышение температуры до
45-50 оС уже останавливает размножение, а при 60-65 оС начинается их массовое отмирание. Выдерживание воды при температуре 65 оС в течение 30 минут
приводят к гибели подавляющего большинства микроорганизмов. Подобный
эффект имеет место при нагревании до 90-92 оС в течение 3-5 минут. Кипячение воды, то есть нагревание ее до 100 оС приводит к безусловной гибели всех
вегетативных форм микроорганизмов. Для большей гарантии кипячение обычно рекомендуется продолжать в течение 10-15 минут.
К числу преимуществ этого метода относятся: простота, доступность, надежность обеззараживания, независимость бактерицидного эффекта от состава
воды, отсутствие заметного влияния на физико-химические и органолептические свойства воды.
Наряду с преимуществами этот метод имеет и некоторые недостатки: он
экономически не рентабелен, требует большого количества топлива и сравнительно громоздкой аппаратуры. В связи с этим кипячение для целей обеззараживания больших количеств воды (на городских водопроводах) не применяется.
Действие лучистой энергии (ультрафиолетовых лучей, гамма-излучений).
Благотворное действие солнечного света на воду было известно еще в глубокой древности. Однако объяснение причин этого действия стало возможным
только после открытия микроорганизмов и состава солнечного спектра.
В конструктивном отношении установки для обеззараживания воды ультрафиолетовыми (УФ) лучами могут быть погруженного типа, когда источник
погружен в толщу обеззараживаемой воды и непогружного типа, когда источник находится над водой.
Отечественная промышленность выпускает установки погружного типа со
ртутно-кварцевой лампой или аргоно-кварцевой лампой низкого давления, размещенной в центре металлической камеры, имеющей цилиндрическую форму.
35
Камеры устанавливаются по ходу движения профильтрованной воды, соединенными в сечении по несколько штук, обычно по три. Производительность такой секции колеблется от 30 до 3000 м3/ч и зависит от бактерицидной мощности лампы, коэффициента ее использования, состава микробной обсемененности, вида микроорганизмов и коэффициента поглощения бактерицидных лучей
водой.
По сравнению с другими способами обеззараживания этот метод имеет ряд
преимуществ: широкий антибактериальный спектр действия с включением
споровых и вирусных форм; короткая экспозиция, исчисляемая несколькими
секундами, сохранение природных свойств воды; улучшении условий труда
персонала (исключении контакта с хлорсодержащими препаратами), рентабельность, возможность полной автоматизации.
Недостатком является большая зависимость эффекта обеззараживания от
физических свойств воды и ее химического состава. Вода с высокой мутностью, содержащая большое количество гуминовых соединений, ионы железа и
марганца, почти не поддаются обеззараживанию УФЛ. Кроме того, при применении данного дезинфектанта отсутствует эффект остаточного действия. Метод
требует больших операционных (энергетических) затрат.
Гамма-излучения в определенных дозах также обладают мощным бактерицидным действием. Установлено, что доза порядка 25-50 тыс. рентген вызывает
гибель всех видов микроорганизмов, а 100 тысяч - освобождает воду от вирусов.
Преимуществами гамма лучей являются их большая проникающая способность, независимость действия от химического состава и физических свойств воды, отсутствие влияния на органолептические свойства воды и дешевизна. Однако
сложность технического обеспечения и опасность обращения с источниками гамма лучей сдерживают распространение и использование на практике.
Действие ультразвука.
В течение нескольких секунд, при прохождении ультразвуковой волны,
уничтожаются микроорганизмы, их споры и вирусы. Мутность, состав воды не
оказывают существенного влияния на бактерицидный эффект ультразвука.
Сдерживающим моментом в использовании является трудность конструирования установок большой производительности, что в свою очередь, связано с
трудностями создания больших излучающих поверхностей. Недостатками также являются отсутствие последействия и метода оперативного контроля за эффективностью обеззараживания.
В качестве излучающих поверхностей используются кристаллы кварца,
турмалина (сердолика), титаната бария, ферромагнетики.
Б) Химические методы обеззараживания воды.
Эти методы основаны на применении различных соединений, обладающих
бактерицидным действием. Эти вещества должны отвечать определенным требованиям: не делать воду вредной для здоровья, не изменять ее органолептических свойств, в малых концентрациях и в течение короткого времени контакта
оказывать надежное бактерицидное действие, быть удобными в применении и
безопасными в обращении, пригодными к длительному хранению; производст-
36
во и транспортировка их должны быть дешевыми и доступными. Чаще всего в
практике канализационного водоснабжения применяется хлор и его препараты,
озон, йод, перекись водорода, препараты серебра, органические и неорганические кислоты.
1. Хлорирование воды
Преимуществами этого метода являются высокая бактерицидная надежность, сравнительная простота применения, доступность и дешевизна хлора,
относительная безвредность остаточных количеств хлора, удобная экспрессметодика контроля эффективности процесса.
К недостаткам метода стоит отнести неспособность хлора и его препаратов
в тех дозах, в которых он обычно применяется, уничтожать в воде споровые
формы микроорганизмов, а также придание воде неприятного запаха.
Успешное обеззараживание воды возможно лишь при наличии некоторого
избытка хлора по отношению к количеству, которое поглощается бактериями и
различными соединениями, содержащимися в воде. Эффективной является доза
активного хлора, равная суммарному количеству поглощенного и остаточного
хлора. С присутствием в воде остаточного хлора (или, как его еще называют,
избыточного) связано представление об эффективности обеззараживания воды.
Хлорпоглощаемость – количество активного хлора, которое поглощается
взвешенными частицами и расходуется на окисление бактерий, органических и
неорганических соединений, содержащихся в 1 л воды.
Хлорпотребность воды – количество активного хлора (в миллиграммах),
необходимое для эффективного обеззараживания 1 л воды и обеспечивающее
содержание остаточного свободного хлора в пределах 0,3–0,5 мг/л после 30минутного контакта с водой, или количество остаточного связанного хлора в
пределах 0,8–1,2 мг после 60-минутного контакта.
При растворении хлора в воде образуется хлоргидрат (Cl2·nH2O), хлорноватистая и соляная кислоты:
Cl2 + H2O → HCl + HClO
HClO → H+ + ClO–
HCl → H+ + Cl–
HClO → HCl + O
Таким образом, при хлорировании воды на микроорганизмы могут действовать свободный хлор или хлоргидраты, гипохлоритная кислота и ее анион, а
также атомарный кислород. Все они в сумме составляют такое понятие как "активный хлор", который определяется как окислительная способность всех форм
хлора и атомарного кислорода, выраженная в эквивалентах хлора.
Наибольшей окислительной способностью и бактерицидным действием
обладает свободный хлор, наименьшей ион гипохлоритной кислоты. Этим и
объясняется снижение бактерицидной активности при высоких значениях рН,
то есть при повышенной щелочности воды.
Механизм действия активного хлора на микробную клетку до конца не
ясен. Полагают, что хлор инактивирует некоторые ферменты, в частности, де-
37
гидрогеназы, в результате чего прекращается окисление углеводов и продуктов
их трансформации (муравьиной, щавелевой и других кислот) в клетке, что ведет к ее гибели.
Кроме газообразного хлора, могут применяться хлорная известь, гипохлориты или двутретьосновная соль гипохлорита кальция (ДТСТК).
Хлорная известь представляет собой серовато-белый порошок, обладающий специфическим запахом хлора. Получается путем насыщения гашеной извести хлором. При взаимодействии с водой она гидролизуется по уравнению:
2CaOCl2 + 2H2O → CaCl2 + Ca(OH)2 + 2HClO
Хлорная известь является веществом нестойким. При хранении особенно в
тепле и на свету, а также при доступе влаги, углекислоты и просто воздуха, она
разлагается, теряет основное действующее начало хлор. Потеря хлора в зависимости от условия хранения колеблется от 0,5 до 3 % в месяц. Средняя активность обычно равна 30 %. Для целей хлорирования воды желательно использовать хлорную известь с активностью не ниже 20 %.
Кроме хлорной извести, можно использовать гипохлориты кальция, натрия
и калия, в том числе ДТСТК, хлорамины.
К достоинствам гипохлоритов, помимо более высокой концентрации хлора, следует отнести и хорошую растворимость, что обеспечивает быстрое высвобождение активного хлора в воде.
К преимуществам хлораминов относится их большая стойкость в виде остаточного хлора и то, что они не образуют хлорфенольных запахов, если в воду
попадают фенолы.
Основными способами хлорирования воды являются:
a) хлорирование нормальными дозами;
b) хлорирование повышенными дозами;
c) хлорирование постпереломными дозами;
d) хлорирование с преаммонизацией;
a) Хлорирование воды нормальными дозами.
Этот способ является наиболее распространенным в практике коммунального водоснабжения. Сущность его заключается в выборе такой рабочей дозы
активного хлора, которая после 30-минутного контакта с водой обеспечивает
наличие 0,3-0,5 мг/л свободного активного остаточного хлора; или 0,8-1,2 мг/л
связанного хлора, если нет свободного, при экспозиции 60 минут.
К преимуществам метода относится малый расход хлора или хлорсодержащих препаратов и относительно небольшое влияние на органолептические
свойства воды, вследствие чего вода может употребляться без последующего
дехлорирования.
Недостатками методами являются сложность выбора рабочей дозы хлора и
возможность появления в хлорированной воде хлорфенольного запаха. Последний появляется вследствие образования монохлорфенолов в воде, содержащей
даже очень незначительное количество карболовой кислоты или ее гомологов.
Сложность выбора дозы хлора связана с неоднородностью состава остаточного активного хлора. В нем, наряду с так называемым свободным хлором
38
(Cl2, HClO, Cl2O), обладающим наибольшим эффектом, существует менее активный, связанный хлор, в виде монохлораминов и дихлорамминов и других
соединений. Они также обладают бактерицидным действием, но хлор из них
высвобождается медленнее, а потому его концентрация и экспозиция должны
быть большими. Йодометрический метод позволяет определить только свободный хлор, а связанный хлор определяется реакцией с метилоранжем или парааминодиметиленамином.
Хлорирование воды нормальными дозами хлора может производиться как
перед фильтрованием и коагулированием, так и после них.
На городских водопроводах чаще всего вносят некоторое количество хлора
до обработки, а затем и после обработки с таким расчетом, чтобы вода, подаваемая в сеть, содержала необходимое количество хлора.
b) Хлорирование воды постпереломными дозами.
Наличие в воде органических соединений, способных к окислению, неорганических восстановителей, а также коллоидных и взвешенных веществ, обволакивающих микроорганизмы, приводит к замедлению процесса обеззараживания воды.
Взаимодействие хлора с компонентами воды – сложный и многостадийный
процесс. Небольшие дозы хлора полностью связываются органическими веществами, неорганическими восстановителями, взвешенными частицами, гуминовыми веществами и микроорганизмами воды. Для надежного обеззараживающего эффекта воды после ее хлорирования необходимо определять остаточные
концентрации свободного или связанного активного хлора.
Рис. 2. График зависимости величины и вида остаточного хлора от введенной дозы
На рис. 2 приведена зависимость между дозой введенного хлора и остаточным хлором при наличии в воде аммиака или аммонийных солей. При хлорировании воды, не содержащей аммиака или других азотсодержащих соединений, с увеличением количества внесенного в воду хлора возрастает содержание
в ней остаточного свободного хлора. Но картина меняется при наличии в воде
аммиака, аммонийных солей и других азотсодержащих соединений, которые
являются составной частью природной воды или искусственно вносятся в нее.
При этом хлор и хлорные агенты взаимодействуют с присутствующим в воде
39
аммиаком, аммонийными и органическими солями, содержащими аминогруппы. Это приводит к образованию моно- и дихлораминов, а также чрезвычайно
нестойких трихлораминов:
NH3 + Н2O ↔ NH4OH;
Сl2 + Н2O ↔ НСlO + HCl;
НСlO + NH4OH ↔ NH2Cl + Н2O;
НСlO + NH2Cl ↔ NHCl2+ H2O;
НСlO + NHCl2 ↔ NCl3 + Н2O.
Хлорамины представляют собой связанный активный хлор, обладающий
бактерицидным действием, которое в 25–100 раз меньше, чем у свободного
хлора. Кроме того, в зависимости от pH воды изменяется соотношение между
моно- и дихлораминами. При низких значениях pH (5–6,5) преимущественно
образуются дихлорамины, а при смещении pH в щелочную сторону (больше
7,5) – монохлорамины, бактерицидное действие которых слабее, чем дихлораминов.
При добавлении к воде невысоких доз хлора при молярном соотношении
Сl2 : NH3 < 1 образуются моно- и дихлорамины. Поэтому на отрезке II кривой
(см. рис. 2) в воде накапливается остаточный связанный с аминами хлор. При
увеличении дозы хлора образуется больше хлораминов и концентрация остаточного связанного хлора повышается до максимума (точка А).
При дальнейшем увеличении дозы хлора молярное соотношение введенного хлора и иона NH3, содержащего в воде, становится больше единицы. При
этом моно-, ди- и, особенно, трихлорамины окисляются избыточным хлором в
соответствии с приведенными реакциями:
NHCl2 + NH2C1 + НСlO → N2O + 4НСl;
NHCl2 + Н2O ↔ NH(OH)Cl + HCl;
NH(OH)Cl + 2HClO ↔ HNO3 + 3НСl;
NHCl2 + HClO ↔ NCl3 + H2O;
4NH2Cl + 3Cl2 + H2O → N2 ↑ + N2O + 10HCl;
10NCl3 + Cl2 + 16H2O → N2↑ + 8NO2↑ + 32HCl.
При молярном соотношения Cl2 : NH3 до 2 (10 мг Cl2 на 1 мг N2 в виде
NH3) вследствие окисления хлораминов избыточным хлором количество остаточного связанного хлора в воде резко снижается (отрезок III) до минимальной
точки (точки В), которая называется точкой перелома. Графически она имеет
вид глубокого провала на кривой остаточного хлора.
При дальнейшем увеличении дозы хлора после точки перелома концентрация остаточного хлора в воде вновь начинает постепенно возрастать (отрезок
IV на кривой). Этот хлор не связан с хлораминами, носит название свободного
остаточного (активного) хлора и имеет наивысшую бактерицидную активность.
Действует на бактерии и вирусы подобно активному хлору при отсутствии в
воде аммиака и аммонийных соединений.
Как свидетельствуют данные исследований, воду можно обеззараживать
двумя дозами хлора: до- и послепереломной. Однако при хлорировании допереломной дозой вода обеззараживается за счет действия хлораминов, а при
хлорировании послепереломной – свободного хлора.
40
c) Хлорирование воды с преаммонизацией.
При хлорировании воды этим методом перед внесением хлора в воду вводится гидрат окиси аммония (NH4OH) или аммонийной соли в соотношениях: 1
часть веса аммония на 3-4 весовых части активного хлора. В результате соединения хлора с ионом аммония образуется моно- и дихлорамины. В пределах рН
6,5-9 образуются в основном стойкие монохлорамины. При рН 5 и ниже образуется около 50% дихлораминов. Однако такие значения рН в природной воде
почти не встречаются. Преимущество хлораминов заключается в том, что они,
медленно высвобождая хлор, создают его резерв, действующий медленно в течение продолжительного времени. Хлорирование с преаммонизацией предупреждает развитие водорослей на очистных сооружениях и в самой массе воды.
Одним из недостатков хлорирования является образование галогенсодержащих соединений, которые обладают выраженной биологической активностью. Они образуются в результате реакции активного хлора с продуктами распада микробных тел, гуминовых и фульвокислот, а также антропогенных (фенолы, нефтепродукты, пестициды) загрязнителей. В результате этих реакций
могут образовываться до нескольких десятков галогенсодержащих соединений,
в частности, хлороформ, дихлорбромметан, бромоформ, четыреххлористый углерод. Они могут оказывать наркотический, токсический, эмбриотоксический,
мутагенный и канцерогенный эффекты. В качестве способов, предотвращающих образование этих веществ можно предложить следующие: уменьшение
концентрации хлора в зоне реакции, снижение продолжительности контакта
воды со свободным хлором, перенос точек введения хлора в конец технологической схемы, применение хлорирования связанным хлором, удаление органических веществ коагулированием и фильтрованием до хлорирования воды.
Названные соединения не образуются при обеззараживании воды солями
титана, но этот метод, кроме научного изучения, не нашёл еще практического
применения.
d) Хлорирование воды повышенными дозами.
Этот метод применяется главным образом в военно-полевой практике, когда ограничен выбор водоисточников и приходится использовать воду низкого
качества. Сущность метода заключается в том, что в воду без предварительного
определения её хлорпотребности вводится избыточное количество активного
хлора с тем, чтобы иметь полную гарантию обеззараживания воды. Доза активного хлора выбирается в зависимости от физических свойств воды (мутности,
цветности), характера и степени благоустройства водоисточника и эпидемической обстановки. В большинстве случаев она равняется 20-30 мг/л, время контакта с водой 30 минут.
Метод обладает следующими преимуществами:
1) надежный эффект обеззараживания даже мутной и окрашенной воды, а
также воды содержащей аммиак;
2) упрощение техники хлорирования;
3) снижение цветности воды за счет окисления хлором органических веществ и перевода их в неокрашенные соединения;
41
4) устранение посторонних привкусов и запахов, особенно обусловленных
присутствием сероводорода, а также разлагающимися веществами растительного и животного происхождения;
5) отсутствие хлорфенольного запаха при наличии фенолов, так как при
этом образуются не моно, а полихлорфеноны, которые запахом не обладают;
6) разрушение некоторых отравляющих веществ и токсинов (ботулотоксинов);
7) уничтожение споровых форм микроорганизмов при дозе активного хлора 100-150 мг/л при длительном контакте (2-5 ч);
8) создание значительно лучших условий для процесса коагуляции.
К недостаткам можно отнести необходимость дополнительной обработки
воды - дехлорирования и повышенный расход хлора.
В качестве дехлорирующего средства можно применять тиосульфат натрия, сернокислый натрий, сернистый ангидрид фильтрование через активированный уголь; для более медленного дехлорирования – длительное отстаивание
и кипячение.
2. Обеззараживание воды озоном
Озон (О3) является сильным окислителем; его окислительный потенциал
(+1,9 В) превышает потенциал хлора (+ 1,359 В). Окислительные свойства озона связаны с атомарным кислородом, который выделяется при его разложении.
Таким образом, сущность бактерицидного действия сводится к окислению субстрата протоплазмы, что приводит к гибели микробной клетки. Доза озона колеблется в зависимости от качества воды от 2 до 17 мг/л и выше. Количество
остаточного озона не должно превышать 0,2-0,5 мг/л.
Преимущества метода заключаются в более высоком вирулицидном, бактерицидном и спороцидном эффектах, улучшении органолептических и физических свойств воды в сравнении с применением хлора. При этом в стационарных условиях озон можно получать из воздуха на месте обеззараживания
воды.
Недостатками этого метода является относительно высокая стоимость обработки воды, коррозирующее действие озона на металлические трубы и зависимость бактерицидного эффекта от физико-химических свойств воды. Также
при данном методе обработки воды возможно образование побочных продуктов: альдегидов, кетонов, органических кислот, бромсодержащих тригалометанов, пероксидов.
3. Обеззараживание воды ионами серебра
Ионы серебра в очень малых количествах инактивируют ферменты, блокируя их сульфгидрильные группы. Ионы серебра, получают электролитическим путем, возможно также обеззараживание воды добавлением солей серебра.
При концентрации ионов серебра 0,05 мг/л установлен высокий бактерицидный эффект. Вирулицидное действие ионов серебра проявляется при концентрации на порядок выше: от 0,5 до 10 мг/л.
42
III. МЕТОДЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
1. Опреснение воды.
Опреснением воды называется удаление из нее избытка растворенных солей. В качестве методов опреснения применяются: перегонка (дистилляция) воды, фильтрование через ионообменные смолы, электродиализ, обратный осмос,
химическое осаждение солей и вымораживание.
Недостатками метода опреснения воды с помощью перегонки является потребность в большом количестве энергии, громоздкость и сложность аппаратуры при относительно низкой ее производительности. Кроме того, перегонная
вода обладает, как правило, неудовлетворительными органолептическими
свойствами вследствие отсутствия солей и наличия пахучих веществ, образующихся в результате термического разложения органических соединений, содержащихся в исходной воде.
Перспективным методом обессоливания является ионный обмен. В настоящее время установлено, что обмен ионов в гетерогенных системах является
широко распространенным явлением. В частности, он в той или иной мере имеет место во всех случаях, когда твердое тело ионной структуры (твердый электролит) приходит в соприкосновение с жидким электролитом. Вещества, у которых эта способность выражена особенно хорошо, носят название ионитов. В
зависимости от заряда обменивающихся ионов они делятся на две группы: катиониты и аниониты.
Катиониты – это вещества типа твердых кислот, у которых анионы представлены в виде нерастворимых в воде полимеров. Катионы свободно переходят в раствор и обмениваются с находящимися там катионами. Аниониты, соответственно, являются твердыми основаниями, нерастворимую структуру которых образуют катионы. Анионы (обычно группа ОН–) подвижны и могут обмениваться с анионами растворов.
Иониты могут быть природного происхождения и приготовляться искусственным путем. К веществам природного происхождения относятся почва и некоторые минералы, например, цеолиты (Na2O·CaO·Al2O3·nSiO2·mH2O), глауконит (KMn(FeAl)3·Si6O18·3H2O) и др. Вещества природного происхождения, как
правило, являются катионитами.
К искусственно приготовленным ионитам относятся алюмосиликат, сульфированные угли (катиониты) и некоторые синтетические смолы. Последние
представляют собой высокомолекулярные соединения, состоящие из большого
количества многократно повторяющихся одинаковых структурных единиц (мономеров), объединяемых друг с другом в процессе реакции полимеризации или
поликонденсации.
В состав структурных единиц входят кислотные (у катионитов) или основные (у анионитов) группы, способные обменивать содержащийся в них ион на
одноименно заряженный, находящийся в воде. На практике это осуществляется
путем фильтрованием воды через фильтр, загруженный катионитом или анионитом.
43
Принцип метода электродиализа с применением селективных ионообменных мембран основан на разделении отрицательных и положительных ионов
солей в постоянном электрическом поле и концентрации их в пространстве между катион- и анионобменными мембранами с последующим удалением образовавшегося рассола. При этом в соседнем таком же пространстве накапливается обессоленная вода, которая также отводится.
В методе обессоливания воды обратным осмосом или гиперфильтрации
используются полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но
задерживающие гидратированные ионы солей. Уход молекул воды на другую
сторону мембраны ведет к повышению осмотического давления на стороне, где
находится исходная вода, и процесс дальнейшего перехода прекращается. Чтобы этого не происходило, на стороне исходной воды создается давление, превосходящее осмотическое, и процесс продолжается, если отводить образовавшийся рассол и обессоленную воду.
Химический метод опреснения воды основан на переводе растворенных
солей в нерастворимые соединения, которые выпадают в осадок и удаляются.
Опреснение воды вымораживанием основано на том, что образование кристаллов льда при снижении температуры ниже 0 оС происходит из молекул воды (явление криоскопии). Вследствие этого происходит выделение пресной воды в виде льда из раствора, каковым является соленая вода. Раствор становится
все более и более концентрированным, удельный вес его повышается и он переходит в нижние слои вода-лед.
2. Обезжелезивание воды.
Освобождение воды от избыточного содержания железа основано на переводе растворимых его соединений в нерастворимые, выпадающие в осадок. Это
достигается окислением двухвалентного железа в трехвалентное. Для этого
может быть использован любой окислитель, но чаще всего употребляется кислород и хлор. Железо, соединяясь с кислородом, образует нерастворимые хлопья гидрата окиси. Коагулирование железным и алюминиевым коагулянтом,
известкование, хлорирование также приводит к образованию гидрата окиси и к
обезжелезиванию воды.
В промышленных масштабах производится путем разбрызгивания воды с
целью аэрации в специальных устройствах – градирнях (рис.3).
В практике обезжелезивания подъемных вод широко распространен метод
фильтрования с упрощенной аэрацией. При использовании этого метода аэрированная вода, обогащенная кислородом, сразу же подается на фильтр, минуя
контактный резервуар. При этом реакция окисления двухвалентного железа
происходит непосредственно в толще фильтрующего слоя на поверхности зерен загрузки.
44
б)
а)
Рис. 3 (а, б). Обезжелезивающая установка с контактной градирней
Рисунок 3(б): 1 – контактная градирня; 2 – подающий трубопровод; 3 – распределительная система; 4 – контактный резервуар; 5 – трубопровод отвода воды из градирни; 6 –
трубопровод; 7 – осветлительные фильтры; 8 – трубопровод фильтрированной воды; 9 – резервуар чистой воды.
Воду на градирню 1 подают по трубопроводу 2 через распределительную систему 3. В
градирне вода обогащается кислородом, и из нее удаляется углекислота. Далее через трубопровод 5 вода сливается в контактный резервуар 4. В резервуаре 4 завершается процесс
окисления двухвалентного железа в трехвалентное, его гидролиз и образование хлопьев.
Из контактного резервуара по трубопроводу 6 вода поступает на осветлительные
фильтры 7, предназначенные для задержания хлопьев. Вода может поступать самотеком (если позволяет рельеф местности) или подаваться насосами. Фильтры могут быть открытыми
или напорными.
Очищенная вода через трубопровод 8 поступает в резервуар чистой воды 9, из которого
насосами 2го подъема подается потребителям.
При расчете таких обезжелезивающих установок определяют площадь и выбирают загрузку контактной градирни, вычисляют емкость контактного резервуара и определяют площадь, количество и загрузку фильтров.
Обезжелезивающие установки с контактной градирней применяются при небольшой
производительности водоочистной станции – до 75 м3/ч.
Если производительность водоочистной станции превышает 75 м3/ч, то аэрацию воды
осуществляют на вентиляторной градирне.
3. Дезодорирование воды.
Освобождение воды от посторонних запахов и привкусов достигается
фильтрованием через угольные фильтры или обработкой угольным порошком с
последующим фильтрованием через тканевый или песчаный фильтр, аэрированием, обработкой окислителями (озоном, двуокисью хлора, марганцовокислым
калием).
4. Обезвреживание воды.
Простейшим способом освобождения воды от вредных химических веществ (обезвреживание) является кипячение и хлорирование большими дозами
хлора. Универсальным методом освобождения воды от очень многих отравляющих веществ является сорбция их на активированном угле, обработанном
45
гидратом окиси железа и другими присадками. При заражении воды ядовитыми
веществами, которые углем не задерживаются (соли тяжелых металлов, некоторые алкалоиды), ее обезвреживают перегонкой или с помощью фильтрования
через ионообменные фильтры.
5. Дезактивация воды.
Радиоактивные вещества, находящиеся в виде грубых взвесей, могут быть
удалены с помощью отстаивания и фильтрации через обычные фильтры. Коллоидные взвеси удаляются коагулированием с последующим фильтрованием или
отстаиванием, а от соединений, находящихся в виде истинных растворов, можно
освободиться с помощью дистилляции или ионного фильтрования.
6. Фторирование и обесфторивание воды.
При содержании в воде фтора ниже 0,5 мг/л рекомендуется фторировать
воду, то есть довести концентрацию фтора до 0,7–1,5 мг/л. В качестве фторирующего реагента применяются кремнефтористый натрий, фтористый натрий,
кремнефтористая кислота и другие фторсодержащие соединения. Следует учитывать, что при фторировании жесткой воды часть фтора связывается в нерастворимые соединения. Раствор фторсодержащего препарата вводится в полностью обработанную воду.
При избыточном содержании фтора производят дефторирование. Для этой
цели используется чаще всего сорбция фтора на гидроокиси алюминия и реже
ионный обмен. Корректировка необходимой концентрации фтора в обработанной воде производится добавлением исходной воды.
46
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Студентам необходимо улучшить качество воды с помощью методов коагулирования и хлорирования.
I. Проведение коагуляции воды
Контроль за коагуляцией воды слагается из:
1) определения временной жесткости воды;
2) выбора оптимальной дозы коагулянта путем опытного коагулирования в
трех пробах исследуемой воды;
3) коагулирования воды выбранной дозой коагулянта.
1) Определение карбонатной жесткости воды.
В колбу объемом 250 мл наливают 100 мл исследуемой воды, прибавляют
2 капли 0,05 % спиртового раствора метилоранжа и титруют из бюретки 0,1 Н
раствором соляной кислоты до изменения желтого окрашивания в светло розовое. По количеству израсходованной соляной кислоты рассчитывают карбонатную жесткость.
Пример: На 100 мл исследуемой воды при титровании израсходовано 5 мл
0,1 Н раствора соляной кислоты. Известно: 1 мл 0,1 Н раствора соляной кислоты соответствует (оттитровывает) 2,8 мг СаО в 1 л воды. Один градус (1 o) карбонатной жесткости соответствует содержанию 10 мг СаО в 1 л воды.
На 100 мл Н2О израсходовано 5 мл 0,1 Н HСl
На 1000 мл – 50 мл,
Следовательно, в одном литре исследуемой воды содержится
(2,8 мг · 50 мл 0,1 НСl) = 140 мг СаО, что соответствует (140:10) 14 o. Таким образом, карбонатная жесткость исследуемой воды равна 14 o.
2) Выбор оптимальной дозы коагулянта.
Определив, что устранимая жесткость воды больше 4 o, приступают к
пробной коагуляции без подщелачивания воды.
Для этого наливают в первый стакан такое количество 1 % раствора коагулянта, которое соответствует карбонатной жесткости воды (по таблице), во
второй стакан - на градус меньше, а в третий стакан еще на градус меньше, чем
во второй. Добавляют по 200 мл воды во все три стакана, тщательно перемешивают и наблюдают образование хлопьев. Выбирают наименьшую дозу коагулянта в том стакане, в котором происходит наиболее быстрое образование
хлопьев. При пробной коагуляции необходимо знать, что на каждый градус жесткости добавляются по 0,8 мл 1 % раствора коагулянта к 200 мл воды.
Пример расчета: Временная жесткость равна 14 o. Поэтому в 1 стакан
было добавлено 11,2 мл 1 % раствора коагулянта (14·0,8 мл), во второй 10,4 мл, в третий - 9,6 мл. Быстрое образование хлопьев и их осаждение наблюдали во втором стакане, куда было добавлено 10,4 мл 1 % раствора коагулянта. По таблице 17 определяем, что на 1 литр воды потребуется 0,52 г
сухого коагулянта.
47
Доза коагулянта в зависимости от жесткости воды
Карбонатная
жесткость, в о
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Количество
Аl2(SO4)3,
г/литр воды
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0,24
0,28
0,32
0,36
0,40
0,44
0,48
0,52
0,56
0,60
0,64
0,68
0,72
Количество
Аl2(SO4)3,
г/200 мл воды
0,008
0,016
0,024
0,032
0,040
0,048
0,056
0.064
0,072
0,080
0,088
0,096
0,104
0,110
0,120
0,128
0,136
0,144
Таблица 18
Объем 1 % раствора
Аl2(SO4)3,
мл/200 мл воды
0,8
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
7,2
8,0
8,8
9,6
10,4
11,2
12,0
12,8
13,6
14,4
При малой карбонатной жесткости (то есть меньше 4 о) коагуляция идет
вяло и медленно. Поэтому воду перед коагуляцией надо подщелачивать добавлением раствора соды из расчета того, что для увеличения щелочности на 1 о к
200 мл воды добавляется 0,4 мл 1 % раствора соды, или 0,8 мл 0,5 % раствора
соды.
После подщелачивания проводят пробную коагуляцию, соответственно
новой увеличенной карбонатной жесткости по уже известной схеме.
II. Контроль за хлорированием воды.
Определение процента активного хлора в хлорной извести
В колбу наливают 5 мл 1 % раствора хлорной извести, 1 мл соляной кислоты, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:3, 5 мл 5 %
йодистого калия и 50 мл дистиллированной воды и титруют 0,01 Н раствором гипосульфита натрия до изменения темно-коричневого окрашивания до
слабо-желтого. После этого добавляют 1 мл 1 % раствора крахмала (развивается интенсивно синяя окраска) титруют до обесцвечивания. 1 мл 0,01 Н раствора гипосульфита натрия связывает 1,263 мг йода, что соответствует
0,355 мг хлора.
Пример расчета: На титрование 5 мл 1% раствора хлорной извести пошло
40 мл 0,01 Н раствора гипосульфита натрия.
1 мл гипосульфита
– 0,355 мг хлора
40 мл гипосульфита
– Х мл хлора,
следовательно, Х = 0,355 · 40 = 14,2 мг хлора.
48
В 5 мл 1 % раствора хлорной извести содержится 14,2 мг хлора, а в 1 мл
14,2:5 = 2,8 мг.
В 1 мл 1 % раствора хлорной извести содержится 10 мг сухой хлорной извести.
10 мг хлорной извести
– 2,8 мг активного хлора
100 мг хлорной извести
– Х мг активного хлора,
следовательно, Х = 28 мг.
Таким образом, 100 г хлорной извести содержит 28 г активного хлора, т.е.
28 %.
Заключение: Исследованная хлорная известь содержит 28 % активного
хлора и может быть использована для обеззараживания воды.
Определение хлорпотребности воды
Выбор дозы хлора производится следующим образом. В 3 емкости наливают по 200 мл исследуемой воды, затем пипеткой (в 1 мл 25 капель) добавляют возрастающие количества 1 % раствора хлорной извести: в первый стакан 1
каплю, во второй - 2, в третий - 3. Смесь в стаканах тщательно перемешивают и
оставляют на 30 минут.
По истечении 30 минут йодометрически определяют содержание остаточного хлора. Для этого в каждый стакан приливают по 1 мл соляной кислоты в
разведении 1:3, по 5 мл 5 % раствора йодистого калия и по 1 мл 1% раствора
крахмала, перемешивают и наблюдают за окраской. От прибавления указанных
реактивов вода при наличии остаточного хлора окрашивается в синий цвет; интенсивность окраски зависит от количества остаточного хлора.
Если при добавлении указанных реактивов ни в одном стакане не развивается
синее окрашивание, то это указывает на большую хлорпоглощаемость данной воды и на недостаточность добавленного количества хлора. В таком случае опытное
хлорирование следует повторить. Причем в первый стакан нужно добавить большую дозу хлорной извести, чем доза третьего стакана в предыдущем опыте, то
есть прибавить в первый стакан - 4 капли, во второй - 5, в третий - 6.
Наиболее точно определить хлорпотребность воды можно по величине остаточного хлора. Свободный остаточный хлор - это то количество активного
хлора, которое остается в воде после 30 минутного контакта ее с хлором в теплое время года и 60 минут в холодное время.
Определение свободного остаточного хлора
Определение количество остаточного хлора производят в тех же пробах, в
которых исследовали хлорпотребность воды. Пробы воды, в которых развилось
синее окрашивание, титруют 0,01 Н раствором гипосульфита натрия до обесцвечивания. По количеству израсходованного гипосульфита натрия рассчитывают содержание остаточного свободного хлора в воде.
Пример: На титрование 200 мл воды потребовалось 5 капель гипосульфита
натрия (на 1 л пошло бы 25 капель, то есть 1 мл). Следовательно, остаточный
хлор в воде равен 0,355 мг/л, что соответствует ГОСТ.
Для заключения о хлорпотребности исследуемой воды учитываются результаты с величиной остаточного хлора в диапазоне 0,3 - 0,5 мг/л.
49
В нашем примере вода во втором стакане обесцвечивалась при добавлении
5 капель гипосульфита, при расчете в воде оказалось 0,355 мг/л остаточного
хлора. Во второй стакан было внесено две капли 1 % раствора хлорной извести.
Взяв этот стакан для расчета хлорпотребности воды, находим, что на 1 л воды
потребуется 10 капель или 0,4 мл 1 % раствора хлорной извести. При пересчете
на сухую хлорную известь надо помнить, что 1 мл ее содержит 10 мг сухой
хлорной извести. В данном примере на 1 л воды потребуется 4 мг сухой хлорной извести и для выражения хлорпотребности в мг/л активного хлора учитывается содержание активного хлора в используемой хлорной извести. В рассматриваемом примере хлорная известь содержит 28 % активного хлора, то
есть 1 мл ее содержит 2,8 мг активного хлора. В нашем случае хлорпотребность
была равна 0,4 мл 1 % раствора. Следовательно, хлорпотребность воды составляет 2,8·0,4 = 1,2 мг/л активного хлора.
Заключение: Хлорпотребность исследуемой воды составляет 1,2 мг/л активного хлора, что соответствует 0,4 мг/л 1 % раствора хлорной извести или
4,0 мг/л сухой извести с содержанием активного хлора 28 %.
Свободный остаточный хлор воды равен 0,355 мг/л.
Схема оформления протокола (приложение №2).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:
1. Основные способы очистки воды.
2. Медленные фильтры и их краткая характеристика.
3. Скорые фильтры и их краткая характеристика.
4. Принцип работы контактного осветителя.
5. Сущность процесса коагуляции.
6. Методы определения дозы коагулянта.
7. Основные способы обеззараживания воды.
8. Что такое хлорпоглощаемость, хлорпотребность и остаточный хлор?
9. Препараты хлора и их краткая характеристика.
10. Методы хлорирования, их характеристика.
11. Как устанавливается доза хлора при хлорировании по хлорпотребности?
12. Сущность метода озонирования, его преимущества и недостатки.
13. Кипячение как способ обеззараживания воды.
14. Обеззараживание воды ионами серебра.
15. Сущность метода обработки воды ультрафиолетовыми лучами. Преимущества и недостатки метода.
50
Приложение №1
Протокол практической работы по теме:
"ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ"
Определяемый
показатель
Принцип метода
определения
Полученный
результат
Норматив
I. Органолептические и физические свойства питьевой воды.
Цветность
Прозрачность
Запах
Привкус
Температура
II. Химический состав питьевой воды
Общая жесткость
Сульфаты
Железо
Хлориды
Нитраты
Фтор
III. Химические показатели загрязнения
Аммиак
Нитриты
Нитраты
Хлориды
Сульфаты
Окисляемость
рН
IV. Бактериологические показатели загрязнения питьевой воды
Микробное число
Коли-титр
Коли-индекс
Заключение о доброкачественности исследуемой воды:
.
51
Приложение №2
Протокол практической работы по теме:
“ГИГИЕНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗА УЛУЧШЕНИЕМ КАЧЕСТВА
ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ”
I. Контроль за коагуляцией воды.
1. Определение карбонатной жесткости воды.
2. Решение вопроса о добавлении соды.
3. Расчет дозы коагулянта в трех пробах.
4. Выбор оптимальной дозы коагулянта.
Реактивы
Исследуемая вода, мл
Добавленный коагулянт, мл
Добавленная сода, мл
Варианты интенсивности хлопьеобразования:
Образование хлопьев “+++”
Больше и раньше других проб “++”
Незначительное количество “+”
I стакан II стакан III стакан
200
200
200
Для расчета выбран стакан №_______.
Доза коагулянта на 1 литр воды составляет ______ г.
Контроль за коагуляцией: Оценка качества коагуляции проводится после
фильтрации воды (через бумажный фильтр) путем измерения прозрачности полученной воды и её цветности по отношению к этим показателям до начала
коагуляции (т.е. в % к исходной).
II. Контроль за хлорированием воды.
1. Определение содержания активного хлора в хлорной извести.
2. Решение вопроса о пригодности данного раствора хлорной извести для
проведения хлорирования.
3. Проведение опытного хлорирования.
Реактивы
I стакан II стакан III стакан
Исследуемая вода, мл
200
200
200
Хлорная известь, капли
1
2
3
Гипосульфит натрия (тиосульфат натрия),
капли
Остаточный хлор в пробе воды, мг/л
Привести пример расчета остаточного хлора в каждом стакане воды. Сделать общее заключение о хлорпотребности воды:
в мг/л активного хлора;
в мл 1% раствора хлорной извести;
в мг/л сухой хлорной извести.
52
Литература
Основная
Гигиена с основами экологии человека: учебник / Архангельский В.И. и др.;
под ред. П.И. Мельниченко. - М.: ГЭОТАР-Медиа. 2010. 752 с.
Гигиена: учебник / Под ред. акад. РАМН Г.И. Румянцева. - 2-е изд., перераб.
и доп. - М. : "ГЭОТАР-Медиа". 2009. 608 с.
Общая гигиена. Руководство к лабораторным занятиям: учебное пособие. М. : ГЭОТАР-Медиа. 2009. 288 с.
Дополнительная
Гигиена водоснабжения: учебное пособие / Нарыков В.И., Лизунов Ю.В.,
Бокарев М.А. СПб: СпецЛит. 2011. 119 с.
Королев А.А. Медицинская экология. М., 2006. 192 с.
МУК 4.2.1018-01. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды.
Изм. 1 к МУК 4.2.1018-01. МУК 4.2.2794-10.
Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарноэпидемиологические правила и нормативы.(СанПиН 2.1.4.1074-01).
Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной
в емкости. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. (СанПиН 2.1.4.1116-02).
Применение ультрафиолетового излучения в практике обеззараживания воды: учебно-методическое пособие / под ред. Ромашова П.Г. и Семеновой В.В.
СПб. 2005. 140 с.
Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и основам экологии человека / Ю.П. Пивоваров, В.В. Королик. М., 2006. 512 с.
Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения: учебник/ Мазаев В.Т., Ильницкий А.П., Шлепнина Т.Г. М. 2008. 320 с.
Экология: Учебник для вузов/ Стадницкий Г.В. СПб: Химиздат. 2007. 296 с.
53
Оглавление
Тема 1: Гигиеническая оценка качества питьевой воды и источников водоснабжения ……………………………………………………………………………….
Гигиеническая оценка микробиологических (эпидемических) показателей
качества воды ……………………………………………………………………...
Показатели безвредности химического состава воды ………………………….
Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства
воды ………………………………………………………………………………..
Гигиеническая характеристика источников для питьевого водоснабжения ….
Самостоятельная работа студентов …………………………………………………….
Контрольные вопросы по теме занятия ………………………………………………...
Тема 2: Улучшение качества питьевой воды ………………………………………
Осветление и обесцвечивание воды ……………………………………………...
Отстаивание воды …………………………………………………………..
Фильтрация воды ……………………………………………………………
Коагулирование воды ……………………………………………………….
Обеззараживание воды ……………………………………………………………
Физические методы обеззараживания воды ………………………………
Химические методы обеззараживания воды ……………………………...
Методы специальной обработки воды …………………………………………...
Самостоятельная работа студентов …………………………………………………….
Контрольные вопросы по теме занятия ………………………………………………...
Приложение №1 ………………………………………………………………………….
Приложение №2 ………………………………………………………………………….
Литература ……………………………………………………………………………….
В.И. Баев, С.Н. Львов, В.В. Хорунжий, И.В. Васильева, Д.А. Земляной
Гигиена питьевой воды и источников водоснабжения
Учебно-методическое пособие
Подписано в печать 27.11.2012 г. Формат 60×841/16. Бумага офсетная.
Гарнитура Таймс. Объем 3,25 печ. л. Тираж 300 экз. Заказ № 86.
Отпечатано в ЦМТ СПбГПМУ
3
4
6
20
22
23
29
30
30
31
31
32
34
34
35
42
46
49
50
51
52