Лекция №7. Гигиена воды. Водоснабжение населенных мест.
Значение воды:
Вода является одним из важнейших объектов окружающей среды.
1. Физиологическое значение.
А) Вода - структурный элемент тела человека
2/3 человеческого тела – вода, 99% воды в слезах, 0,2% в зубной эмали и т.д.
Б) Участвует в обмене веществ
В) Участвует в регуляции температуры тела (испарение)
Физиологическая потребность в воде: в умеренном климате, не выполняя тяжелых работ (номинальная физическая нагрузка) составляет 2,5 -3 л/сутки.
Потеря 10% - головокружение, слабость, дрожание конечностей, нарушение обмена веществ
Потеря 20% - летальный исход.
Излишнее потребление воды оказывает отрицательное влияние, так как нарушается водно-солевое равновесие, увеличивается нагрузка на сердце и выделительные органы.
2. Санитарно-гигиеническое значение.
Вода необходима для личной гигиены, для уборки помещений, стирки белья, обработки продуктов, для очистки населенных мест, для закаливания.
3. Народное хозяйство.
Вода как источник энергии (гидроэлектростанция).
4. Сельское хозяйство.
Вода – теплоноситель для обогрева жилища. Среда обитания рыб и функционирования водного транспорта. Лечебные цели (гидротерапия).
5. Эстетическое значение (фонтаны и т.п.)
6. Вода участвует в круговороте веществ в природе.
7. Эпидемиологическое значение.
Вода является источником различных заболеваний:
Кишечные инфекции: брюшной тиф, паратиф, дизентерия, холера, острый энтерит инфекционного характера.
Вирусные инфекции: гепатит А, полиомиелит, энтеровирусы, аденовирусы.
Зоонозы: бруцеллез, туляремия, лептоспироз.
Протозойные (простейшие) лямблиоз, амебная дизентерия.
Глистные: аскаридоз, шистосомоз.
7) Биогеохимическое значение.
Малое (или большое) содержание в воде активных микроэлементов, недостаток или избыток которых может вызвать заболевания.
8) Вода может вызвать эрозию почвы, смыв плодородного слоя.
Нормы водопотребления.
По количеству потребляемой воды:
I место. Сельское хозяйство
II место. Промышленность
III место. Коммунальное хозяйство
Норма водопотребления – количество воды, приходящееся на одного человека в сутки. Норма водопотребления зависит от вида водоснабжения:
1) Местное (30-50 л на человека в сутки)
Колодец, колонка.
2) Централизованное (125-350 л на человека)
Колебания водопотребления зависят от степени благоустройства.
Источники водоснабжения.
В РФ -1/4 часть мировых запасов пресной воды.
Основной запас – ледники и подземные моря. Запасы воды не безграничны. Проблема дефицита воды – одна из самых серьезных проблем, возникает вследствие стремительного роста населения, увеличения потребления воды промышленностью, возрастания степени загрязнения природных водоемов.
Источники:
1) Поверхностные воды.
Поверхностные воды – реки, озера, водохранилища. Качество воды зависит от гидрологических, метеорологических, геологических условий и сезона года. Различное содержание микроорганизмов, органических и минеральных веществ, способность к обновлению водных ресурсов, самоочищению. Самоочищение зависит от мощности водоемов.
2) Подземные воды.
Почвенные воды – те воды, которые обуславливают влажность почвы, но не используются для целей водоснабжения.
Грунтовые воды - качество воды не зависит от геологических условий.
Межпластовые воды: безнапорные, напорные (артезианские).
Напорная вода фонтанирует, прозрачная, холодная, без запаха и вкуса, в ней нет микробов. Состав воды постоянен и зависит от особенностей местности. Ее можно пить без обработки.
3) Атмосферные воды.
Атмосферная вода – дождь и снеᴦ. Используется только на крайнем севере и в высокогорье. Т.к. содержит мало орᴦ. веществ. В ней нет микроорганизмов.
Показатели качества воды.
1. Органолептические
2. Химические
3. Микробиологические
Органолептические показатели: мутность, прозрачность, цветность, вкус, запах, температура. Эти показатели зависят от геологических особенностей, климатических факторов, сезонов года, характера загрязнений. В случае если эти показатели нарушены – то вода становится неприятной для питья, хуже удаляет жажду.
Химические показатели:
а) Химические вещества, поступающие в воду из почвы, ᴛ.ᴇ. встречающиеся в природных водах. Это соли Са, Mg, Fe, хлориды, сульфаты, нитраты.
б) Вещества, которые поступают в воду в результате ее обработки на водопроводной станции. Это остаточный хлор, остаточный азот, остаточный алюминий и полиакриламид.
в) Бытовые вещества, появившиеся в воде в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения. Это синтетические поверхностно активные вещества, соли тяжелых металлов, фенол, диоксин, ядохимикаты и минеральные удобрения, аммонийные соли, нитраты, нитриты, хлориды.
Высокая общая минерализация при постоянном потреблении приводит к ухудшению секреции, снижению аппетита͵ увеличивает моторную функцию желудка и кишечника. Приводит к слабости, обострению заболеваний желудочно-кишечного тракта͵ нарушению водно-солевого равновесия.
Слабая минерализация нарушает водно-солевое равновесие, нарушает осмотическую резистентность организма, изменяет сердечнососудистую систему; такая вода невкусная.
Наряду с общей минерализацией большое значение имеет жесткость воды. Жесткость воды обусловлена солями кальция и магния. По степени жесткости различают:
Мягкую до 10%л
Средней жесткости 3,5-7 мг/э; 10-20 %л
Жесткая 7-14 мг/э; 20-40 %л
Очень жесткая >14 мг/э; >40%л
Жесткая вода плохо разваривает мясо и бобовые. Пища хуже усваивается, увеличивается расход мыла и моющих средств. Не пригодна для промышленных целей из-за накипи. Плохо влияет на кожу и волосы. Ее потребление увеличивает риск развития почечнокаменной болезни, вызывает склеротические изменения в органах и системах.
Хлориды при избыточном потреблении вызывают угнетение желудочной секреции снижают диурез, увеличивают давление, изменяют органолептику.
Сульфаты при большом потреблении приводят к нарушению водно-солевого обмена, диспепсическим явлениям, нарушениям органолептики.
Нитраты при высоком содержании вызывают водно-нитратную болезнь, выражающуюся одышкой, цианозом, тахикардией, диспепсическими явлениями, возможен летальный исход. В организме нитраты под воздействием кишечной микрофлоры восстанавливаются до нитритов. Это превращение резко замедляется при высокой кислотности, свойственной желудочному соку взрослого человека. Но у детей кислотность желудочного сока низкая, в связи с этим в их организме накапливаются много нитратов. Нитраты, соединяясь с Hb, образуют стойкое соединение - MetHb.
У новорожденных отмечается большая чувствительность Hb к нитратам и недостаточная активность ферментных систем, участвующих в обратном превращении MetHb в Hb.
Водно-нитратная болезнь может развиваться не только у детей, но и у беременных, у больных язвенной болезнью желудка, злокачественными новообразованиями, анемией.
Фтор – активный микроэлемент, при недостатке которого возникает кариес, нарушения пищеварения, хронические заболевания ЖКТ.
Является причиной заболеваний челюстно-лицевой и шейной областей. Источник сердечнососудистых и почечных заболеваний, ангины.
Профилактика недостатка фтора – фторирование воды (применяется в Швейцарии и Германии), фторирование молока, хлеба, зубной пасты. Местная фториризация зубов.
Избыток фтора – флюороз – пятнистая эмаль зубов, потеря зубов, ревматические боли, чувство скованности, свинцовая тяжесть конечностей, деформация и хрупкость костей. Содержание фтора в норме 1,5 мг/л.
СПАВ – появление обильной пены в воде. Усиливает действие токсических веществ.
Ртуть – вызывает болезнь Минамата͵ Итай-Итай.
Диоксины – оказывают общее токсическое, канцерогенное и мутагенное действие.
Химические показатели органического загрязнения воды:
Санитарная триада или показатели свежего органического загрязнения:
1) Аммонийные соли
2) Нитриты
3) Окисляемость
Показатели старого органического загрязнения - нитраты.
Показатели свежего и старого загрязнения (накопление мочи) - хлориды. Два вида хлоридов: минерального и органического происхождения.
Микрофлора загрязненной воды:
1) Общие колиформные бактерии
2) Термотолерантные колиформные бактерии
3) Колифаги
4) Общее микробное число
Виды водоснабжения и нормирование качества воды:
1. Местное водоснабжение
СанПиН 2.1.4.1175-02 ʼʼГигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источниковʼʼ.
2. Централизованное водоснабжение
ГОСТ 2761-84 ʼʼИсточники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабженияʼʼ.
СанПиН 2.1.4.1074-01 ʼʼГигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабженияʼʼ.
Лекция №7. Гигиена воды. Водоснабжение населенных мест. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция №7. Гигиена воды. Водоснабжение населенных мест." 2017, 2018.
Система водоснабжения - комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих подачу воды от водозабора к потребителям. В этот комплекс входят водозаборные сооружения, сооружения для очистки и улучшения качества воды, насосные станции, регулирующие и запасные емкости, водоводы и водопроводные сети.
Водоснабжение является одним из важнейших факторов санитарно-технического оборудования сельских населенных мест. Вода в населенных пунктах расходуется на хозяйственно-питьевые нужды, коммунальные, санитарно-гигиенические, производственные и противопожарные нужды.
В сельских населенных пунктах с числом жителей до 3000 человек устраивают чаще всего единую систему водоснабжения, обеспечивающую хозяйственно-питьевые, санитарно-гигиенические, производственные и противопожарные нужды.
В курсовом проекте предусмотрено, что обеспечение населенного пункта водой происходит из подземных источников, вода которых не требует очистки.
Транспортирование воды от источника водоснабжения до населенного пункта осуществляется по водоводам, которые укладывают числом не менее двух параллельных ниток. Прокладка водопроводов в одну нитку разрешается, если в конце водовода расположена емкость, обеспечивающая запас воды на время ликвидации аварии в водопроводе.
Водопроводная сеть - это совокупность водопроводных линий и участков, соединенных между собой.
Водопроводная линия - это последовательное соединение водопроводных участков.
Водопроводный участок - часть водопроводной линии, по длине которого расчетный расход воды условно принимается постоянным. Поэтому по длине участка диаметр труб назначают один и тот же.
Каждый участок водопроводной сети ограничен узловыми точками. Узловые точки намечают в местах разветвления водопроводных линий, а также в местах изменения их направления или условий питания.
Водопроводные сети разделяют на магистральные и распределительные линии. Магистральные линии служат для транспортирования транзитных масс воды; распределительные линии - для подачи воды из магистральной линии непосредственно потребителям и к пожарным гидрантам.
Очертание поселковой водопроводной сети зависит от планировочной структуры поселка и рельефа местности. По очертанию в плане водопроводная сеть бывает разветвленной (тупиковой) и кольцевой. Разновидностью их может быть комбинированная схема, сочетающая кольцевую и тупиковую схемы.
Разветвленная схема состоит из отдельных тупиковых линий, в каждую из которых вода поступает только с одной стороны. Строительство тупиковых сетей разрешается на первую очередь с замыканием их в последующем в кольцевые сети.
Кольцевая сеть состоит из одного или нескольких замкнутых контуров в зависимости от размеров обслуживаемого водопроводом населенного пункта и его планировки. Водопроводные сети, обслуживающие хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды, как правило, должны быть кольцевыми.
Комбинированные водопроводные сети сочетают в себе кольцевые и тупиковые сети.
В нашем проекте часть водопотребителей обеспечивается по схеме кольцевой сети, а часть - по тупиковой схеме.
Основные требования для выбора трассы водопроводных линий:
1) водопроводная сеть должна охватывать всех потребителей с обеспечением их бесперебойной подачей воды;
2) водопроводная сеть должна иметь возможно меньшую протяженность и низкую строительную стоимость.
Первый пункт решаем устройством кольцевой сети, второй - трассировкой сетей к потребителям по кратчайшим направлениям.
При трассировке водопроводной сети поселка на плане намечаем магистральные линии, исходя из следующих соображений:
основное направление сети должно быть близким к перпендикулярам по отношению к распределительной сети прилегающей застройки;
кольца, образуемые основными магистралями, должны по возможности иметь форму, вытянутую вдоль основного направления движения воды с тем, чтобы сократить длины мало работающих перемычек;
сети должны охватывать непосредственно всех наиболее крупных водопотребителей и подавать воду к регулирующим емкостям;
линии магистральных сетей должны быть по возможности расположены по возвышенным участкам территории населенного пункта;
при выборе трасс магистральных линий необходимо увязывать их с размещением других сетей и сооружений подземного хозяйства;
трубопроводы должны пересекать проезды и улицы населенного пункта под прямым углом;
магистральные линии должны трассироваться вдоль улиц и проездов, вне проезжей части автомобильных дорог параллельно линиям застройки на расстоянии не менее 1м от кювета или 1,5м от бордюрного камня автомобильных дорог и 5м от линии застройки.
Можно трассировать магистральные линии внутри кварталов и групп жилой застройки, если это оказывается целесообразным в связи с особенностями планировки поселка. Чем более редкая сеть магистральных линий, тем меньше строительная стоимость сети и потери напора в ней. При трассировании водопроводной сети на плане стремились расположить сети магистральных линий равномерно по территории поселка.
Глубина заложения водопроводных труб зависит от степени промерзания грунта, температуры воды в трубах и режима ее подачи. Глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5м больше глубины проникновения в грунт нулевой температуры. Минимальная глубина заложения труб составляет 0,5м от верха трубы исходя из необходимости их защиты от внешних нагрузок и предохранения воды от нагревания в летнее время.
На водоводах и линиях водопроводной сети в необходимых случаях надлежит предусматривать установку:
задвижек для выделения ремонтных участков;
вантузов для выпуска воздуха;
пожарных гидрантов;
водозаборных колонок;
клапанов для впуска воздуха;
выпусков для сброса воды;
компенсаторов;
обратных клапанов для выключения ремонтных участков;
аппаратуры для предупреждения недопустимого повышения давления при гидравлических ударах.
Задвижки - устройства для выключения отдельных участков сети. Они устанавливаются чтобы при их закрытии не прекращалось водоснабжение других объектов и чтобы при этом выключалось не более пяти пожарных гидрантов.
Обратный клапан - устройство для пропуска воды только в одном направлении. Они ограничивают те участки сети, на протяжении которых недопустимо обратное движение воды, главным образом на насосных станциях.
Воздушные вантузы - устройства для автоматического выпуска воздуха из трубопроводов, скапливающегося в более высоких точках кольцевой водопроводной сети, где можно ожидать скопления воздуха и образования воздушных пробок.
Пожарные гидранты. Устанавливаются на водопроводной сети в подземных колодцах, закрытых крышками. Гидранты располагаем не ближе 5м от стен здания и не далее 2,5м от края проезжей части на расстоянии друг от друга не более 150м. В нашем курсовом проекте предусматриваем установку пожарных гидрантов у блокированных и секционных домов, школы, торгового центра, здания администрации, детского сада, фельдшерско-акушерского пункта.
Местоположение скважин их число и расстояние между ними
Скважину закладывают как можно ближе к объекту водоснабжения, в районе, обеспечивающем санитарные требования и возможность получения требуемого количества воды на ровном рельефе с низкими отметками в целях сокращения глубины бурения.
Для водоснабжения малых населенных пунктов бывает достаточно 2 - 3 скважин. При значительной потребности в воде необходимо сооружать ряд скважин, объединяя их общим водосборным колодцем. В нашем проекте принимаем количество скважин - 2 штуки. Скважины располагали вне населенных пунктов на расстоянии от комплексов и производственных зон не менее 300 метров и с соблюдением санитарных норм. Особое значение приобретает вопрос взаимодействия скважин при их совместной эксплуатации, что зависит от расстояния между скважинами, дебита, напора воды, грунта. Минимально допустимые расстояния между скважинами принимаем 100 - 150 метров (дебит=100м?/час).
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СООРУЖЕНИЯ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. Гигиенические требования к качеству питьевой воды
Актуальность проблемы обеспечения населения питьевой водой надлежащего качества обусловлена следующими обстоятельствами.
1) В настоящее время хозяйственно-питьевое и производственноеводоснабжение во многих городах и населенных пунктах России осуществляется изповерхностных источников, качество воды в которых с каждым годом ухудшается главным образом из-за постоянно возрастающейантропогенной нагрузкина компоненты природной среды. В связи с интенсивным развитием промышленности, сельского хозяйства в последние десятилетия наблюдается катастрофическоезагрязнение поверхностных водных объектов. Значительное количество загрязнений поступает в водоемыс ливневыми и талыми водамис городских территорий, промышленных площадок и сельскохозяйственных угодий.Очистка этих стоков производится не везде и не в полной мере.
2) Поскольку воду приходится забирать из источников различнойстепенизагрязненности , поэтому требования к качеству очистки сильно различаются. С другой стороны, за последнее время ужесточилисьсанитарно-гигиеническиетребования к качеству питьевой воды. Поэтомупроблемаглубокой очистки природной воды из источников повышенной загрязненности приобретает исключительно важное практическое и санитарноезначение .
3) В современной практикеводные объекты в Российской Федерации, независимо от конкретного использования, обычно относят крыбохозяйственным , требования к качеству воды которых являются болеежесткими . Поэтому достаточно частопредприятия вынуждены, согласно нормативным требованиям, сбрасыватьсточные воды лучшего качества, чем узабираемой воды, независимо отпричин , вызвавших повышенные концентрации загрязняющих веществ в водоисточнике (либо это природные фоновые концентрации, либо обусловленные влиянием хозяйственной деятельности вышерасположенных объектов).
Однако далеко не все предприятия по экономическим причинам могут обеспечить дорогостоящиемероприятия , необходимые для выполнениянормативных требований. С другой стороны, за невыполнение нормативных требований на предприятия налагают непомерныештрафы , после чего у них не остается средств даже на минимальные природоохранные мероприятия. Последствием всего этого является продолжающееся ухудшение качества воды и падение производства.
4) Проблемапитьевого водоснабжения затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время этопроблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Проблема обеспечения населения России питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве стала одной из главных и определяющих успешное проведение экономических реформ и усиление их социальной направленности.
5) Действительно,вода оченьважна для человека, она имеет физиологическое, санитарно-гигиеническое, хозяйственное и эпидемиологическоезначение .Нарушение санитарных правилпри организации водоснабжения и в процессе эксплуатации водопровода влечет за собой санитарно-эпидемиологическоенеблагополучие . При заражении источника, питающего водопровод, возникает угроза для всего или большинства населения города. Употреблениенедоброкачественной воды может быть причиной возникновения инфекционныхболезней , гельминтозов, а также экозаболеваний, связанных с загрязнением водоемов химическими веществами.
Рассмотрим основныхпотребителей воды различного качества. Больше всего воды потребляютпромышленность исельское хозяйство–более90% воды, изымаемой из природного круговорота.Напитьевые и бытовые потребности населения, коммунальных объектов, лечебно-профилактических учреждений, а также на технологические нужды предприятийпищевой промышленности расходуется около5 – 6% общего водопотребления. Технически обеспечить подачу такого количества воды нетрудно, но потребности должны удовлетворяться водой определенногокачества , так называемойпитьевой водой, отвечающей по качеству установленнымнормативным требованиям.
Нормой водопотребленияназывают количество воды, расходуемой на определенные нужды в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции. Следуетразличать нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах и на промышленных предприятиях.
Внаселенных пунктахнормы хозяйственно-питьевого водопотребления назначают поСНиП 2.04.02-84 . Водоснабжение. Наружные сети и сооружения, в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки и климатических условий. Согласно СНиП, среднесуточная (за год)норма на одного жителя в зданиях, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения, составляет230 – 350 л/сут . Например, для районов застройки зданиями с водопользованиемизводоразборныхколонок норму следует принимать в пределах30 – 50 л/сут .
В то же время опыт показывает, что прицентрализованном горячем водоснабжении в городском жилище достаточно150 – 180 л/сут на человека. К публикуемым впечати нормам водопотребленияболее 300 л/сут на человека следует относитьсякритически . Нормы водопотребления, приведенные вСНиП , являютсярасчетными величинами, предназначенными для целей проектирования систем водоснабжения. В эти нормывключено питьевое и бытовое потребление в жилых и общественных зданиях, удовлетворение нужд коммунально-бытовых предприятий (бани, прачечные и пр.).
Быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении;
Быть безвредной по химическому составу;
Обладать благоприятными органолептическими свойствами.
На основе этихтребованийв нашей стране с 1954 г. создавались государственные стандарты –ГОСТ «Вода питьевая.Гигиенические требования и контроль качества». С 1998 г. основополагающим средиподзаконных нормативных актовв области питьевого водоснабжения в нашей стране сталСанПиН 2.1.4.559-96 »Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству водыцентрализованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Этот документзаменил действовавший в стране до 1998 г. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». В связи с истечением срока действия в 2001 г. документ былпересмотрен и утвержден Постановлением главного государственного санитарного врача РФ под номером нынеСанПиН 2.1.4.1074-01 .
В основу СанПиН положены следующиепринципы :
Принцип гигиенических критериев качества питьевой воды;
Невозможность создания единого эталона состава питьевой воды;
Принцип регионального подхода к регламентации состава питьевой воды;
Приоритетность микробиологических критериев безопасности перед химическими;
Регламентация органолептических свойств питьевой воды.
Требования СанПиН устанавливают лишьверхние пределы содержания в питьевой воде химических веществ или биологических агентов, которые, однако, позволяют выдержать гигиенические критерии ее качества.
Выделяютдвапризнака вредности вещества, присутствующего в питьевой воде: санитарно-токсикологический и органолептический. Для характеристики питьевой воды используют такжекомплексные (обобщенные) показателисостава воды (взвешенные вещества, минеральный состав, сухой остаток, жесткость, нефтепродукты, активная реакция, перманганатная окисляемость, фенольный индекс).
Различаютдва вида водоснабжения – централизованное и нецентрализованное.
Подцентрализованной системой питьевого водоснабжения понимается комплекс устройств и сооружений для забора, обработки (или без нее) воды, хранения, подачи к местам расходования и открытый для общего пользования гражданам и /или юридическим лицам. Прицентрализованномводоснабжении водузабирают из поверхностных или подземных источников механическим путем и поводопроводной сетидоставляют под давлением к месту потребления.
Нецентрализованным водоснабжением является использование для питьевых и хозяйственных нужд населения воды подземных источников,забираемой с помощью различных сооружений и устройств, открытых для общего пользования или находящихся в индивидуальном пользовании,без подачи ее к месту расходования. Источникаминецентрализованного водоснабжения являютсяподземные воды, захват которых осуществляется путем устройства и специального оборудованияводозаборныхсооружений (шахтные и трубчатые колодцы, каптажи родников) общественного и индивидуального пользования.
Нецентрализованная система водоснабжения не имеетраспределительной водопроводной сети;доставку воды к месту ее хранения и потребления осуществляет потребитель. Как правило, в нецентрализованных системах используютсягрунтовые воды, не защищенные от поверхностного загрязнения и не подвергающиеся обработке.
Более 80% населения страны снабжаются водой изцентрализованных систем водоснабжения. Остальная часть населения использует для питьевых и бытовых целей воду из колодцев, родников и других источниковнецентрализованного питьевого водоснабжения.
Гигиенические требования к качеству воды источниковнецентрализованного питьевого водоснабжения регламентируетсяСанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству водынецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».
В числе последнихнормативных документов, регламентирующих качество питьевой воды, следует отметить такжеСанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества»,СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».
Качество питьевой водыво многом определяется качеством водыисточника водоснабжения. Принеудовлетворительном природном составе воды или большом антропогенном загрязнении источника даже современныеметоды водоподготовки не могут гарантировать получение воды необходимого качества. Питьевая вода принципиально отличается от всех видов продукции тем, что для нее нет единогорецепта , модели.
Важнейшими гигиеническимихарактеристиками источника питьевого водоснабжения являются качество воды и его санитарная надежность, а также водообильность.
Источниками водыдля систем питьевого водоснабжения могут бытьповерхностные водные объекты (реки, озера, водохранилища) и запасыподземных вод (грунтовые, межпластовые напорные и безнапорные воды).
1)Подземные источникиявляются болеепредпочтительными для питьевого водоснабжения. Пресные подземные воды, пригодные для питьевого водоснабжения, залегают наглубине не более 250 – 300 м. Подземные воды, заполняя пустоты водоносных пород, образуютводоносные горизонты. Водоносный горизонт подстилается водоупорным пластом, или простоводоупором . Водоупорный пласт, перекрывающий водоносный горизонт, называется егокровлей . Эмпирически доказано, чтомощность водоупорного пласта более 10 м обеспечивает достаточную санитарнуюнадежность изоляции водоносных пластов.
Одной изпричинзагрязнения подземных вод являютсяпромышленныесточные воды, которыеинфильтруются из накопителей, хвосто- и шламохранилищ, золоотвалов и т.п. при их неудовлетворительной гидроизоляции. Возможна также инфильтрация загрязнений и с полей фильтрации, которые до недавнего времени использовались для обезвреживания сточных вод.
По условиямзалегания различают верховодку, грунтовые и межпластовые воды, которые значительно разнятся по гигиеническим характеристикам.
А) Подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности, называютверховодкой . Причиной образования верховодки служит наличие под почвой отложенийглины в виде ложа, создающих местный водоупор. Скапливающиеся на этом водоупоре атмосферные воды и образуютверховодку . Вследствие поверхностного залегания, отсутствия водоупорной кровли и малого объема верховодка легкозагрязняется . Как правило, в санитарном отношении онаненадежна и не может считаться хорошим источником водоснабжения.
Б)Грунтовые воды– воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного горизонта. Грунтовые воды обладают следующимихарактеристиками :
Глубинаих залеганияот 1,5 – 2 м до нескольких десятков метров;
Они прозрачны, имеют невысокую цветность, количество растворенных солей невелико;
При мелкозернистых породах (начиная с глубины 5 – 6 м) вода почти не содержит микроорганизмов;
Онине имеют защитыот поверхностного загрязнения в виде водоупорных слоев;
Область питаниягрунтовых вод совпадает с областью их распространения;
Они характеризуются весьманепостоянным режимом, который зависит отгидрометеорологическихфакторов - частоты выпадения и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительныеколебания уровнястояния, дебита, химического и бактериального состава вод;
Их запас пополняется за счетинфильтрацииатмосферных осадков либо воды рек и водохранилищ в периоды высокого уровня. В процессе инфильтрации вода в значительной мереосвобождаетсяот органических и бактериальныхзагрязнений, улучшаются ее органолептические свойства;
Дебитгрунтовых водобычноневелик, что нарядус непостоянством составаограничивает их применение для централизованного водоснабжения.
Грунтовые водыиспользуются главным образом всельскойили дачнойместностипри организациинецентрализованного(колодезного) водоснабжения.
В)Межпластовые подземные водызалегают в водоносном слое между двумяводоупорными слоями и в зависимости от условий залегания могут бытьнапорными илибезнапорными . В каждом межпластовом водоносном горизонтеразличают:
- область питания, где он выходит на поверхность и поглощает выпадающие атмосферные осадки;
Областьнапора;
- область разгрузки, где вода изливается или на поверхность земли в виде родника, или на дно реки, озера в виде восходящих ключей.
Межпластовые воды добывают черезбуровыескважины .Химический составподземных вод формируется под влиянием химических и физико-химических процессов. В подземных водах найденооколо70 химическихэлементов . Наибольшеезначение для питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, марганец и соли жесткости.
Кхарактеристикам межпластовых подземных вод относятся:
Постоянствосолевогосостававоды, которое является важнейшим признаком санитарнойнадежностиводоносного горизонта;
Отсутствие в воде бактерий;
Защищенностьот поверхностного загрязнения;
Достаточно большойдебит.
По этим причинам межпластовые водывысокооцениваются с санитарной точки зрения и при выборе источника питьевого водоснабжения имеютпреимущество перед другими источниками. Весьма часто межпластовые воды можно использовать для питьевых целейбезпредварительнойобработки .
Единственным принципиальнымограничением их выбора в качестве источника питьевого водоснабжения являетсянедостаточнаяводообильность горизонта по сравнению с намечаемой мощностью водопровода. В том случае¸ если водообильность горизонта не может обеспечить проектируемую мощность водопровода, прибегают ккомбинации источников. Часто межпластовые воды служатрезервным источником на случай аварии водозабора городского водопровода, основным источником для которого являются поверхностные воды.Ограничивают использование межпластовых вод в ряде случаев повышеннаяминерализация (сухой остаток более 1500 мг/л), высокое содержание солей железа или сероводорода.
Однако индустриализация и урбанизация приводят к значительномуростуводопотребления . Запасы подземных вод часто не в состоянии обеспечить потребности в воде, и возникает необходимость организации питьевого водоснабжения изповерхностных источников.
2)Поверхностные источники водоснабжения характеризуются следующимипризнаками :
Вода имеет низкуюминерализацию, большое количество взвешенных веществ, высокое микробное загрязнение;
Расходводы меняется в зависимости от времени года и метеорологических условий;
Часто отмечается интенсивноетехногенноезагрязнениеподземных вод в результате сброса промышленных стоков, судоходства и других причин;
В водохранилищах возможно чрезмерное развитие одноклеточныхводорослей – так называемоецветение , способное в значительной мере ухудшить органолептические свойства воды. Цветение – одно из проявлений процессаэвтрофикации (обильное развитие цианобактерий и водорослей) поверхностных водных объектов.Причинами эвтрофикации могут быть природные гидробиологические процессы, но чаще всего – поступление в реки и озера неочищенных или недостаточно очищенных бытовых сточных вод, содержащих большие количества биогенных элементов: азота, фосфора и калия.
Отмеченныеособенности состава и свойств воды поверхностных источниковне позволяют использоватьее для питьевого водоснабжения в природном виде и требуют предварительнойобработки с целью осветления и обеззараживания.
Выбор источникапитьевого водоснабжения производится путем технико-экономическогосравнения вариантов при приоритетегигиеническиххарактеристик. Выбор источника питьевого водоснабжения должен быть обязательносогласован с Роспотребнадзором. В выборе источника наряду с гигиенистами такжеучаствуют гидрологи, гидрогеологи, гидрохимики, технологи по очистке воды, экономисты и другие специалисты. В основе гигиенических требований лежит следующийпринцип : качество воды источника водоснабжения в совокупности с адекватно примененной технологической схемой обработки должно гарантировать получение воды, соответствующейтребованиям СанПиН. Таким образом, гигиенические требования к качеству воды источника по существу непосредственно зависят оттехнологии водоподготовки.
1 Вопрос: Виды источников водоснабжения и их санитарно гигиеническая характеристика.
Для водоснабжения населения в основном используют подземные воды и открытые водоемы.
Подземные воды образуются главным образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшая часть их образуется в результате фильтрации воды открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ и т. д.) через русло.
Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые по отношению к воде разделяются на водоупорные (водонепроницаемые) и водопроницаемые.
Водоупорными породами являются:
ü гранит,
ü известняк;
к водопроницаемым относятся:
ü гравий,
ü галечник,
ü трещиноватые породы.
Вода заполняет поры и трещины этих пород. Подземные воды по условиям залегания делятся на:
Ø почвенные,
Ø грунтовые,
Ø межпластовые
Почвенные воды (поверхностные, или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте, не имеют защиты в виде водоупорного слоя, поэтому состав их резко меняется в зависимости от гидрометеорологических условий. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко подвергаются загрязнению, так как находятся в зоне просачивания атмосферных вод, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует. Состояние почвенных вод может оказывать влияние на качество грунтовых вод, расположенных ниже почвенных.
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Образуются они за счет просачивания атмосферных осадков и уровень вод подвержен большим колебаниям в различные годы и сезоны. Грунтовые воды отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через довольно значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Глубина их залегания в различных местностях колеблется от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельских местностях.
Забор воды производится с помощью колодцев (шахтные, трубчатые и др.). Некоторые из них иногда используются для небольших водопроводов.
Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами (глубина от 25 метров до нескольких сот метров) изолированы от атмосферных осадков и грунтовых вод, поэтому они свободны от бактерий и могут использоваться для питья в сыром виде. В зависимости от условий залегания межпластовых вод могут быть напорными и
безнапорными.
Напорные межпластовые воды называются артезианскими - при выборе водоисточника их выбирают в первую очередь. Добывают эти воды через буровые скважины. # скважина глубина 70 метров д. Новая Слобода (арзамасский район) «Серебряная ключевая».
Открытые водоемы (наземные воды) делятся на естественные (реки, озера) и искусственные (водохранилища, каналы). Их формирование происходит главным образом за счет поверхностного стока, атмосферных, талых, ливневых вод и в меньшей степени за счет питания подземными водами. У некоторых водоемов питание может быть смешанным.
В них часто наблюдается цветение за счет развития водорослей, что ухудшает органолептические свойства воды. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении, и они нуждаются в тщательной проверке. При необходимости использовать открытый водоем для центрального водоснабжения предпочтение отдают тем, для которых возможна организация зоны санитарной охраны и соблюдение соответствующего режима в пределах ее пояса.
2 Вопрос: Самоочищение открытых водоемов.
Мы уже называли причины загрязнения водоемов в результате деятельности человека – так называемые антропогенные загрязнения . Кроме того существуют естественные загрязнения : отмирание подводных растений, цветение водорослей, дождевые потоки с берега, гибель рыб. Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений ухудшений качества воды в большинстве водоемах не наблюдается, т.к. в открытых водоемах происходит самоочищение: стоки разбавляются, взвешенные частицы оседают на дно, органические вещества минерализуются микроорганизмами. Скорость самоочищения воды зависит от степени загрязнения воды, сезона года, от наличия родников и чистых ручьев, от размера водоема, чем больше водоем, тем больше способность к самоочищению. При наличии нескольких открытых водоемов выбирают более крупный и прочный водоем, т.к. вода в нем лучше очищается. Воду из водоема обязательно кипятить.
3 Вопрос: Характеристика системы водоснабжения.
В настоящее время используют 2 системы водоснабжения:
централизованная , при которой вода подается в жилые дома, учреждения, предприятия бытового обслуживания и т. д.;
децентрализованная (местная), при которой потребитель сам берет воду из колодца и родника.
Загрязнение воды в колодцах и кантажах (камера накопления родниковой воды) предупреждается устройства их в соответствии с санитарными требованиями:
v местонахождение колодца должно быть выше по рельефу местности и возможно дальше от загрязняющих почву объектов. Территория вокруг колодца должна содержаться в чистоте (в радиусе 20 м от колодца не допускается полоскание и стирка белья, водопой животных) и ограждена в радиусе 5 метров.
v Стенки колодца должны быть водонепроницаемыми. Вокруг верхней части стен колодца устраивают так, нарываемый глиняный замок (глубина 2 м и ширина 1 м), чтобы поверхностные воды не могут просочиться к водоносному слою или в колодец.
v Стенки колодца должны возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м.
v Вокруг наземной части колодца поверх глиняного замка в радиусе 2 м делают подсыпку песком и замощение камнем, кирпичом, бетоном с уклоном в сторону от колодца для стока поверхностных и проливаемых при заборе вод.
v Для предупреждения возникновения в воде мути и облегчение чистки на дне колодца должен, находится фильтрующий слой из гравия толщиной 20-30 см.
v Чтобы свести к минимуму загрязнение воды при подъеме её с помощью ворота или «журавля» следует устье колодца плотно закрывать крышкой и пользоваться только общественным ведром. Предпочтительнее пользоваться насосом.
v Емкости кантожей также должны иметь водонепроницаемые стенки, закрыты крышкой, дно засыпано гравием. Должна быть труба для слива воды и забора ее ведрами. На земле у конца трубы должен быть замощенный лоток для отвода излишков воды в канаву.
| | | следующая лекция ==> | |
Различают децентрализованное и централизованное водоснабжение. В настоящее время чаще используется централизованная система - водопровод.
Водопровод представляет собой систему сооружений, добывающих воду, подвергающих ее очистке, обеззараживанию и доставляющих воду населению (рис. 14).
Рис. 14. Примерная схема водопровода:
1 - водоем; 2 - заборные трубы и береговой колодец; 3 - насосная станция 1-го подъема; 4 - очистные сооружения; 5 - резервуары чистой воды; 6 - насосная станция 2-го подъема; 7 - трубопровод; 8 - водонапорная башня; 9 - разводящая сеть; 10 - места потребления.
Для питания водопроводов чаще всего используют реки. Место забора воды на реке должно располагаться выше источников загрязнения реки. Глубина реки в месте забора воды должна быть не менее 2,5 м. Заборные трубы располагаются не ниже 1 м от дна и не ниже 1 м от поверхности воды. По заборным трубам вода поступает в береговой приемный колодец, где находятся сосуны насосов первого подъема, которые подают воду на очистные сооружения, затем воду обеззараживают, после чего она поступает в резервуар чистой воды. Из резервуара чистой воды насосами второго подъема воду подают в водонапорные башни и далее в сеть.
Открытые водоемы, используемые для централизованного водоснабжения, в той или иной степени загрязнены различными стоками, поэтому практически необходима очистка и обеззараживание воды.
При децентрализованном водоснабжении вода доставляется к месту потребления в различной таре. При транспортировке воды таким способом имеется опасность загрязнения и заражения ее. При централизованном водоснабжении вода с помощью ряда сооружений подается по сети труб непосредственно к месту потребления с водопроводной станции.
Основным источником воды при децентрализованной системе водоснабжения являются колодцы - шахтный и трубчатый. Качество колодезной воды зависит от выбора водоносного горизонта и устройства колодца.
Шахтные колодцы при правильном устройстве дают хорошую воду. Необходимо позаботиться о том, чтобы место для колодца не заливалось талыми и дождевыми водами, располагалось выше возможных источников загрязнения и отстояло от построек на расстоянии не менее 20-30 м. Воду следует брать из 2-3-го водоносного слоя, если он залегает не глубже 30 м.
Чтобы предупредить проникновение поверхностной воды, стенки колодца делают из водонепроницаемых материалов (бетон, кирпич) или устраивают глиняный замок. Для этого вокруг колодца вынимают грунт шириной 50 см и глубиной 100-150 см и образовавшееся пространство заполняют утрамбованной жирной глиной. Во избежание проникновения загрязнений через «устье» нужно предусмотреть, чтобы стенки колодца выступали над поверхностью земли на 60-80 см. От стенок колодца устраивают скат шириной 2-3 м, покрытый асфальтом или булыжником. Над срубом делают навес, устье колодца закрывают крышкой. Дно колодца устилают слоем гравия толщиной 15-20 см (рис. 15). Территория вокруг колодца в радиусе 5 м ограждается. Подъем воды лучше производить насосом. Если же подъем осуществляется «журавлем» или «воротом», то необходимо иметь общественное ведро, что исключает пользование индивидуальными ведрами, а следовательно, и случайное загрязнение. Вблизи колодца следует установить скамейку для ведер. У колодца нельзя допускать водопой скота и стирку белья.
Рис. 15. Шахтные колодцы
Перед эксплуатацией нового колодца, а также при очистке старого (не реже 1-2 раза в год) колодец следует очищать и дезинфицировать. При этом убирают строительный мусор как из колодца, так и с окружающего участка, воду откачивают до дна. Затем стенки сруба обильно орошают 3-5% раствором хлорной извести, наполняют колодец водой до исходного уровня, добавляют такое количество хлорной извести, чтобы в пересчете на сухой вес ее было 300-400 г на 1 м 3 воды, и перемешивают. Время контакта воды с хлором должно быть 6-8 ч. Перехлорированную воду откачивают до исчезновения запаха хлора, после чего колодец сдают в эксплуатацию.
К трубчатым колодцам относятся так называемые абиссинские и буровые.
Мелкотрубчатый, или абиссинский, колодец состоит из 6 полуторадюймовых труб, бура, сетчатого фильтра и насоса. Преимущество такого колодца заключается в том, что он закрыт и недоступен для случайных загрязнений. Для предупреждения загрязнения воды вокруг колодца также делают глиняный замок. Мелкотрубчатый колодец забирает воду на глубине 7-10 м (рис. 16).
Рис. 16. Трубчатый колодец с насосной колонкой.
Глубокотрубчатые, или буровые, колодцы устраиваются при помощи вращательного или ударного бурения бурильными станками. Чтобы предотвратить обрушивание стенок при бурении, в скважину вставляют обсадные трубы, диаметр которых уменьшается по мере углубления. Эти колодцы обеспечивают подъем воды из глубоких, надежно защищенных горизонтов при помощи насоса. Их часто используют для устройства водопроводов.
При использовании для целей водоснабжения родника (в сельской местности) должен быть устроен его каптаж - сооружение для сбора воды (рис. 17). Выход воды обносят плотными стенками (кирпич, бетон, дерево и др.) и закрывают сверху. Чтобы не допустить примешивания к родниковой воде поверхностных вод, делают отводные каналы, устраивают глиняный замок и замощение. Для предупреждения поднятия воды в каптаже выше известного уровня (если она не забирается в водопровод или насосом) устраивают на этом уровне для спокойного стекания воды переливную трубу. Во избежание загрязнения воды двери и люки каптажных сооружений запирают, все сооружения огораживают забором, а воду отводят возможно дальше от каптажа.
Рис. 17. Каптаж нисходящего родника. Вверху дно, выложенное булыжником, внизу - каптаж с деревянным срубом.
