Нормирование качества питьевой воды. Гигиеническое нормирование качества воды и выбор водоисточников централизованного водоснабжения Европейская практика нормирования качества воды
Гигиеническая характеристика источников водоснабжения.
Источниками воды для централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения могут служить как пресные поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т. п.), так и подземные воды (межпластовые - напорные и ненапорные). В условиях децентрализованного (местного) водоснабжения чаще используют подземные (грунтовые) воды, а также родники.
Для обеспечения высокого уровня качества питьевой воды необходимо выполнение ряда обязательных условий, таких как:
1) соответствующее качество воды источника централизованного водоснабжения;
2) создание благоприятной санитарной ситуации вокруг источников и самой системы водоснабжения (водопровода).
В качестве источников водоснабжения могут быть использованы подземные и поверхностные источники водоснабжения.
Подземные источники имеют ряд достоинств:
1) они в определенной мере защищены от антропогенного загрязнения;
2) они отличаются высокой стабильностью бактериального и химического состава.
На формирование качества воды грунтовых и межпластовых вод оказывают влияние следующие факторы:
1) климат;
2) геоморфологические структуры;
3) характер растительности (литологические структуры).
Подземные водоисточники в зависимости от глубин залегания и отношения к породам делятся на:
1) почвенные;
2) грунтовые;
3) межпластовые.
Почвенные водоисточники залегают неглубоко (2-3 м), фактически лежат у поверхности. Они обильны весной, летом пересыхают, зимой промерзают. Как источники водоснабжения эти воды интереса не представляют
2. Грунтовые воды – расположены в 1-ом от поверхности водоносном горизонте (от 10-15 м до нескольких десятков метров). Грунтовые воды имеют более или менее стабильный химический состав, могут содержать значительное количество двухвалентного железа, которое при подъеме воды наверх переходит в трехвалентное (бурые хлопья). Грунтовые воды могут использоваться для децентрализованного, местного водоснабжения, так как мощность их невелика.
Межпластовые воды лежат глубоко в водоносном горизонте, залегающем (до 100 м) между двумя водонепроницаемыми пластами. Поэтому они надежно изолированы от атмосферных осадков и грунтовых вод. Это предопределяет свойства воды, в частности ее бактериальный состав. Это так называемые напорные, или артезианские, воды.
Гигиеническое нормирование качества питьевой воды
Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций, токсических химических веществ и радионуклидов в концентрациях, превышающих специальные нормативы При исследование воды из децентрализованных источников особое внимание следует обращать на окисляемость, наличие аммиака, нитритов, нитратов, хлоридов, которые могут свидетельствовать о загрязнении воды физиологическими выделениями человека и животных. Наличие аммиака вызывает подозрение на свежее фекальное загрязнение воды и возможное ее заражение микробами. Нитриты присутствуют в дождевой воде и могут образовываться в результате восстановлеия нитратов и нитрификации аммиака. Нитраты обнаруживаются в болотистых водах, а также могут образовываться из аммиачных и нитритных загрязнителей. Содержание в воде только нитратов может указывать на давнее загрязнение, а содержание нитратов, аммиака и нитритов одновременно - на постянное и длительное загрязнение воды. Хлориды могут свидетельствовать о загрязнении воды хозяйственно-бытовыми стоками. Окисляемость характеризует количество находящихся в воде легкоокисляющихся органических веществ. Органолептические свойства воды - это именно те ее признаки, которые воспринимают органы чувств человека. У определении таких свойств участвуют обонятельные, вкусовые и зрительные, органы чувств. Мутная, окрашенная в какой-либо цвет или имеющая неприятный запах и вкус вода неполноценна в санитарно-гигиеническом отношении даже в том случае, если она безвредна для организма человека.Ухудшение свойств воды отрицательно сказывается на водно-питьевом режиме, рефлекторно влияет на многие физиологические функции, в частности на секреторную деятельность желудка. Основными методами улучшения качества питьевой воды являются ее осветление и обесцвечивание, а также обеззараживание. При необходимости вода подвергается специальным методам обработки: обезжелезиванию, умягчению, обесфториванию или фторированию.Осветление и обесцвечивание являются первым этапом обработки воды в очистных сооружениях водопроводной станции. Осуществляются они путем отстаивания воды в резервуарах с последующей фильтрацией через песчано-угольные фильтры.Обеззараживание является основным процессом улучшения качества воды. Обеззараживание проводят химическими и физическими методами.К химическим методам обеззараживания относятся хлорирование и озонирование.Хлорирование - обработка воды хлором или его соединениями.Доза хлора, взятая для хлорирования, считается оптимальной, если количество остаточного хлора, определяемое в воде после 30-минутного контакта ее с хлором
11. Загрязнение воды и его гигиеническое значение
Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.
Нормативные показатели качества природных вод разработаны для двух видов водопользования: а) хозяйственно-питьевого и культурно-бытового; б) рыбохозяйственного. Основное нормативное требование к качеству воды водных объектов состоит в соблюдении установленных предельно допустимых концентраций (ПДК).
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
ПДКвр представляет собой норматив качества воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей; прежде всего, к этой группе относятся водные объекты по сохранению и воспроизводству ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода. Таким образом, введение ПДКвр можно считать определенным шагом на пути экологического нормирования состояния водной среды, учитывающего не только интересы человеческой деятельности, но и в некоторой степени предполагающего ограничение воздействия на гидробионтов (условия, приемлемые для чувствительных промысловых рыб, как правило, благоприятны и для всего биоценоза).
Основным нормативом: сбросов загрязняющих веществ, установленным в России, является предельна допустимый сброс (ПДС) - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом а данном пункте водного объекте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. ПДС - предел по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей - устанавливается с учетом предельно допустимых концентраций веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользовании), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.
ПДС устанавливаются для каждого источника загрязнения и каждого вида примеси с учетом их комбинированного действия. В основе определения ПДС (по аналогии с ПДВ) лежит методика расчета концентрации загрязняющих веществ, создаваемых источником, в контрольных пунктах - расчетных створах - с учетом разбавления, вклада других источников, перспектив развития (проектируемые источники) и т.д.
Общий припиши установления НДС - величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных и рыбохозяйственных) при наихудших условиях для разбавления в водном объекте.
В случае, если значения ПДС по объективным причинам не могут быть достигнуты, для таких предприятий устанавливаются временно согласованные сбросы вредных веществ (ВСС) и вводится поэтапное снижение показателен сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДС.
Расчеты по определению необходимой степени очистки сточных вод, спускаемых в водоем, производят по следующим параметрам:
3)потребление сточными водами растворенного кислорода;
4)биохимическая потребность в кислороде (БПК);
5) реакция воды (рН) и др. (см. табл. 1).
Выделяют три группы показателей, определяющих качество воды
характеризующие характеризующие
органолептические характеризующие эпидемическую
свойства химический состав безопасность воды
Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от ее назначения. Они устанавливаются требованиями СанПиНов ГОСТов, ОСТов, и постоянно корректируются.
Несмотря на различные величины параметров для каждого вида воды (питьевая, в водоемах зон рекреации, в рыбохозяйственных водоемах, в сточных водах и др.), основные требования можно объединить в группы, соответствующие группам показателей качества воды:
1. К основным физико-химическим показателям, определяющим органолептические свойства воды, относят привкус, запах, мутность, цветность, а также ПДК компонентов, которые ухудшают органолептические свойства воды. Привкус, запах, цветность определяются по специальным шкалам. Для питьевой воды, к примеру, эти показатели «на глаз» не должны ощущаться. Мутность для той же воды – не более 1,5 мг/л (для сравнения: мутность речной воды в реке Сыр-Дарья достигает 1500 мг/л, в реке Дон – до 50 мг/л). Перечень веществ, влияющих на органолептические свойства воды, постоянно расширяется. В настоящее время к нему относят железо, марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор и другие вещества. Так, для питьевой воды сухой остаток – не более 1000 мг/л, хлориды – 350 мг/л, железо – 0,3 мг/л, цинк – 5 мг/л, общая жесткость –7 мг-экв/л и др.
2. Органолептические свойства воды во многом связаны с ее кислотностью или щелочностью. Степень кислотности (или щелочности) должна быть не слишком велика, т.е. реакция воды – близка к нейтральной. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой воды, он должен лежать в пределах от 6 до 9 (по стандарту 1973 г требования были даже жестче – от 6,5 до 8,5).
Химическое разъяснение:
Водородный показатель (рН) характеризует степень диссоциации воды на ионы и, соотношение между которыми определяет кислотность щелочность или нейтральность воды (слабого электролита). Концентрация ионов водорода определяет кислотность, а - щелочность среды. Чаще всего концентрация оценивается в грамм - ионах на 1 литр воды. При концентрации ионов водорода в 10 г-ионов/л раствор нейтральный (т.е. содержит столько же грамм-ионов). Если же ионов водорода больше чем 10, то среда кислая. При меньших концентрациях ионов водорода среда щелочная. Водородный показатель степени величины концентрации Н+ взятый со знаком плюс. Более строгое определение: это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, т.е. рН=IgH+. Для ориентации: рН лимонного сока 2-3, уксуса столового 2 ,4-3,3, кислого виноградного вина до 3,5; очень кислых атмосферных осадков 2-2,1, нормальных 5,6.
3. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется косвенными показателями: количеством микробов в 1 мл воды (общее микробное число для питьевой воды – до 100), и содержанием бактерий группы кишечной палочки (палочек Колли) в одном литре. Последний параметр называется Колли-индекс (для питьевой воды в водопроводе – до 3; в водоемах зон рекреации – до 10000). Величина, обратная Колли-индексу, называется Колли-титр (для питья – не менее 300 мл на одну палочку).
4. Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий перечень как неорганических, так и органических компонентов, к которым относятся алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бензопирен и др. Для питьевой воды, например, содержание в мг/л должно быть не более: бериллия – 0,0002; свинца – 0,05; ртути – 0,001 и т.д. Причем при обнаружении в воде нескольких веществ однонаправленного действия их концентрация (С) проверяется по ПДКi и суммируется так же, как и для воздуха при определении ПДВi.
6. Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для органических примесей в одном литре воды. Чем больше требуется кислорода, тем грязнее вода. Применяются два показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время – БПК (БПК5 – за 5 суток, БПК20 – за 20 суток) и химическая потребность в кислороде – ХПК – более полная оценка загрязнения, при определении которой вовлекаются в реакцию даже трудно окисляемые органические вещества. Величины БПК и ХПК особенно важно учитывать для сточных вод. Если БПК/ХПК меньше 0,5, то сточные воды считаются перенасыщенными, трудно окисляемыми (а значит и трудно удаляемыми) соединениями. По международным стандартам 1982 г, при ХПК 100 мг/л вода считается чрезвычайно загрязненной.
Качество воды, во многом зависящее от количества растворенного в ней кислорода, можно оценить двояко: по насыщению воды кислородом в процентах от максимально возможного при данной температуре и по содержанию кислорода в одном литре. По международным стандартам 1982 г вода высокого качества должна иметь эти величины не менее 60 % и 4 мг/л соответственно. Во многих стандартах последних лет этот параметр не оговаривался, так как при норме параметров предыдущих пяти групп кислородные показатели выполняются практически всегда .
Существует два подхода к оценке качества воды: водохозяйственный иэкологический . Водохозяйственный подход оценивает качество воды, вовлекаемой в хозяйственный оборот водопользователями.
1) жилищно-коммунальная, включает хозяйственно – питьевую и культурно – бытовую (водоемы в черте города, вода для купания, спортивные нужды);
2) рыбохозяйственная;
3) промышленная;
4) сельскохозяйственная;
5) рекреационное использование прибрежных зон.
Наиболее строгие требования к качеству воды предъявляются к 1 и 2 категориям водопользования. Менее жесткие требования – к сельскохозяйственной и промышленной категориям водопользования.
Основными показателями качества воды, нормирующими содержание вредных веществ, являются предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимый сброс (ПДС) а также лимитирующие показатели вредности (ЛПВ).
ПДК – максимальная концентрация вредных веществ в единице объема или массы биологического объекта, при которой примеси не оказывают вредного воздействия на организм человека и других живых организмов и окружающую среду.
ПДС – устанавливает допустимую массу загрязнений, сбрасываемых в водный объем, которая не приводит к превышению соответствующих ПДК в фиксированных точках (створах). ПДС должен соответствовать ПДК в контрольной створе. Контрольный створ устанавливается на водотоках на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования.
ЛПВ – предельные нормы состава и свойств воды, которые должны быть обеспечены при сбросе сточных вод.
Главная цель нормирования качества воды – это предотвращение её вредного воздействия на человеческий организм, т.е. на здоровье населения, качество окружающей среды.
Экологический подход заключается в неразрывной связи качества воды со структурой и функционированием водных биоценозов в процессах самоочищения водной толщи. В настоящее время выделяют 10 классов вод различной чистоты, которым соответствует биологический индекс. Чем выше биологический индекс, тем выше качество воды. Величина индекса зависит от видового разнообразия .
Требованиями СанПиН запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, если технологически этого можно избежать; если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.
Экологический мониторинг состояния окружающей природной среды в Российской Федерации отмечает, что качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям; объемы нормативно очищенных сточных вод, поступающих в поверхностные водоемы, не превышают 10 % от общего объема сточных вод в эти природные объекты.
По отдельным речным объектам ситуация критическая. Около 1/3 населения России используют для питья воду из естественных источников (главным образом из рек) без прохождения ее через очистные сооружения
В целом по России из всего объема сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, более 90 % сбрасывается загрязненными из-за крайне неудовлетворенного технического состояния действующих систем водоснабжения и канализации: 60 % очистных сооружений перегружены, 40 % сооружений эксплуатируются более 25 лет и требуют срочной реконструкции .
Целью нормирования качества питьевой воды является сохранение здоровья человека. При употреблении недоброкачественной воды у человека возможно развитие заболеваний инфекционной и неинфекционной этиологии. Требования к качеству питьевой воды изложены в документе СанПиН 2.1.4.1074 – 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»
Нормирование осуществляется по следующим группам показателям:
1.Органолептические.
2. Химические.
3. Бактериологические
4.Вещества, попавшие в воду в результате улучшения ее свойств.
3.1. Органолептические показатели
Прозрачность.
Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального или органического происхождения. Воду считают прозрачной, если шрифт Снеллена читается через ее слой высотой в 30 см.
Значение прозрачности:
· При уменьшении прозрачности ограничивается водопотребление.
· Является показателем эффективности процесса осветления воды на очистных сооружениях.
· Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.
Мутность
Также зависит от наличия в воде взвешенных частиц минерального (глина, ил) или органического происхождения. Частицы, обуславливающие мутность воды колеблются по величине от коллоидных размеров до порядка 0,1 мм в диаметре. Они могут быть разделены на три общих класса: глины, органические частицы, образующиеся в результате разрушения растительных и животных остатков, и волокнистые частицы.
Основную часть взвешенных веществ в большинстве природных вод составляют частицы почвы, уносимые с поверхности земли в результате эрозий. Более грубые фракции песка и ила полностью или частично покрыты органическим веществом.
Органическая мутность, обусловленная накоплением микроорганизмов, может наблюдаться в столь больших количествах, что вода становиться неприятной и мутной. Примерами мутности, обусловленной микроорганизмами, являются летнее цветение сине-зеленых водорослей в поверхностных водоемах, остатки водорослей и детрит железобактерий в распределительных системах.
Имеется связь между высокой мутностью воды и ее привкусом и запахом, и присутствие взвешенных частиц в системах питьевого водоснабжения делает воду непривлекательной для потребителя.
Мутность воды связана со многими другими показателями качества воды или оказывает влияние на них. Большая часть цветности образуется за счет коллоидных частиц, а 50% такой цветности обуславливается «коллоидной фракцией» гуминовых веществ.
Мутность может оказывать влияние на микробиологическое качество питьевой воды. Её наличие может осложнять выявление в питьевой воде бактерий и вирусов. Рост микробов в воде происходит наиболее интенсивно на поверхности частиц и в свободных хлопьях, встречающихся в природных условиях, а также в хлопьях, образующихся в процессе коагуляции. Этот рост облегчается тем, что питательные вещества адсорбируются на поверхностях, благодаря чему задерживающиеся на них бактерии могут расти эффективнее по сравнению с бактериями, находящимися в свободном состоянии в суспензии.
В процессе очистки воды коагуляцией бактерии и вирусы улавливаются образующимися хлопьями и удаляются вместе с мутностью. Вода может считаться безопасной для питья только при проведении перед хлорированием коагуляции и фильтрации. Потребление хлорированной воды с высокой мутностью может быть опасным для здоровья. Способность взвешенных частиц к адсорбции может вести к захватыванию ими нежелательных соединений, присутствующих в воде, и это может обусловить косвенную зависимость между мутностью и аспектами качества воды, связанными со здоровьем. Так, например, прочность некоторых металл-гуминовых комплексов, входящих во фракцию мутности, может осложнять определение металлов в природных водах, приводя к занижению оценки содержания металла.
Значение мутности:
а) Используется в качестве меры эффективности удаления частиц в процессе очистки воды, поэтому низкая мутность очищенной воды служит показателем эффективности процессов коагуляции, осаждения, фильтрации.
б) Обнаружение более высокой мутности воды в точке водозабора, чем при поступлении в распределительную сеть, указывает на ее загрязнение после очистки, коррозию или другие нарушения в процессе распределения
Мутность воды на уровне 1,5 мг/л соответствует прозрачности 30 см.
Цветность.
Цветность- это природное свойство воды, обусловленное наличием:
а) гуминовых веществ, которые придают ей окраску от желтоватого до коричневого цвета. Гуминовые вещества являются продуктами разрушения органических веществ в почве, вымываются из нее и поступают в воды открытых водоемов, поэтому цветность присуща воде открытых водоемов и резко увеличивается в паводковый период.
б) металлов, таких как железо и марганец. В подземных, а также в некоторых поверхностных водах часто присутствуют железо и марганец, которые придают им окраску. Другим важным источником поступления железа в питьевую воду является растворение железных труб, по которым подается вода. Железо и марганец соответственно могут вызывать красную и черную окраску воды. Медь, вымываемая из медных труб, помимо слабоголубой окраски воды может в особо выраженных случаях вызывать сине-зеленое окрашивание санитарно-технического оборудования.
в) высокоокрашенных промышленных стоков, среди которых наиболее распространены стоки целлюлозно-бумажных и текстильных предприятий.
Влияние на здоровье . Снабжение потребителей водой с видимой окраской может привести к тому, что они начнут пользоваться альтернативным источником бесцветной, но, возможно, небезопасной воды. Также имеется связь между цветностью и образованием некоторых хлорорганических соединений, затруднение очистки воды и увеличение потребления хлора.
Большинство металлов могут образовывать комплексы при контакте с гуминовыми веществами в воде. Образование комплексов может резко повышать растворимость металла. Некоторые металлы при определенных обстоятельствах образуют нерастворимые комплексы с гуминовыми веществами; это служит основанием для использования солей железа и алюминия в получении питьевой воды.
Не установлено, что растворенные гуминовые вещества придают питьевой воде привкус. Известно, что окрашенные органические вещества в воде стимулируют рост многих водных микроорганизмов, некоторые из которых ответственны за появление запаха воды. Вода, содержащая очень мало растворимых гуминовых веществ, может обладать большей способностью вызывать коррозию металла, чем вода, содержащая их в больших количествах. Поскольку гуминовые кислоты и некоторые их комплексы с металлами плохо растворимы при значении рН питьевой воды, они могут быть отчасти ответственны за мутность пробы воды.
Трудность поддержания концентрации свободного остаточного хлора в распределительных системах может быть обусловлена присутствием в очищенной воде окрашенных органических веществ. Это обусловлено реагированием хлора с гуминовыми веществами с образованием тригалометанов. Цветность может мешать химическому анализу многих компонентов воды.
Цветность воды не должна быть выше 20 0 .
Значение цветности:
· При цветности выше 35 0 ограничивается водопотребление;
· Изменение цветности подземных вод свидетельствует об их загрязнении;
· Является показателем эффективности обесцвечивания воды.
Запах и привкус.
Оценка запахов и привкусов проводится на основании учета их интенсивности и характера. Интенсивность определяется по пятибалльной шкале. При наличии запахов и привкусов в воде выясняют их характер. Запахи и привкусы могут быть естественного и искусственного происхождения. Естественные запахи обусловлены наличием живущих в воде и отмерших организмов, влиянием берегов, дна, окружающих почв, грунтов. Присутствие в воде растительных остатков придает ей землистый, илистый или болотный запах. Если вода цветет, и в ней содержатся продукты жизнедеятельности актиномицетов, то она приобретает ароматический запах. При гниении органических веществ в воде или загрязнении ее нечистотами возникает гнилостный, сероводородный или фекальный запах. Запахи могут возникать также в условиях застоя воды на участках распределительных систем, характеризующихся низкими скоростями тока воды, или в резервуарах неочищенной и очищенной воды. В процессе очистки воды вещества со слабым запахом (например, амины и фенолы) могут превращаться в соединения, обладающие очень интенсивным запахом (хлорамин и хлорфенол). Размножение в распределительных системах железо- и серобактерий также может быть источником запаха. Естественный вкус воды определяется как соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные виды вкусовых ощущений определяются как привкусы. Запахи и привкусы искусственного происхождения определяют по названиям тех веществ, запах и вкус которых они имитируют: фенольный, хлорфенольный, металлический, бензинный и другие.
Значение запахов и привкусов:
· При их интенсивности выше 2 баллов ограничивается водопотребление, так как оказывают рефлекторное влияние на водно-питьевой режим и физиологические функции организма;
· Искусственные запахи и привкусы могут быть показателями загрязнения воды промышленными сточными водами;
· Естественные запахи и привкусы интенсивностью свыше 2 баллов свидетельствуют о наличии в воде биологически активных веществ, выделяемых водорослями.
· В системах централизованного водоснабжения изменение вкуса может сигнализировать об изменениях качества воды в источнике, недостатках в процессе очистки или химической коррозии и биологическом росте в распределительной системе.
Интенсивность запахов и привкусов не должна превышать 2 баллов
Температура.
Холодная питьевая вода предпочтительнее теплой. Интенсивность привкуса и запаха наибольшая в воде комнатной температуры. Мутность и цветность связаны с температурой, поскольку от нее сильно зависит эффективность коагуляции. Рост микроорганизмов активизируется в теплой воде.
Вода, имеющая температуру 8-15 0 С, оказывает приятное освежающее действие, лучше утоляет жажду, быстрее всасывается, стимулирует секреторную и моторную деятельность ЖКТ, свыше 25 0 С – плохо утоляет жажду, 25-35 0 С – неприятна, вызывает рвотный рефлекс.
Значение:
· повышение может служить показателем загрязнения подземных вод, имеющих постоянную температуру.
3.2. Химические показатели
Химический состав воды является причиной заболеваний неинфекционной природы.
Причины изменения химического состава воды:
1) промышленная и сельскохозяйственная деятельность человека- поступление производственных и бытовых сточных вод, атмосферных осадков, содержащих вредные вещества.
2) очистка питьевой воды – применение химических приемов обработки воды и содержание остаточных количеств реагентов в воде.
Показатели:
1) сухой остаток
2) жесткость
3) хлориды
4) сульфаты
5) нитраты и нитриты
6) значение рН
7) микроэлементы
Сухой остаток.
Сухой остаток-это общее содержание растворенных твердых веществ в воде, он дает представление о степени минерализации воды. Основными ионами, определяющими сухой остаток, являются карбонаты, бикарбонаты, хлориды, сульфаты, нитраты, натрий, калий, кальций, магний. Данный показатель влияет на другие показатели качества питьевой воды, такие как привкус, жесткость, коррозирующие свойства и тенденция к накипеобразованию.
Воду с сухим остатком свыше 1000 мг/л называют минерализованной, до 1000 мг/л – пресной. Воду, содержащую до 50 – 100 мг/л, считают слабоминерализованной (дистиллированная) ,100 –300 мг/л–удовлетворительно минерализованной, 300 – 500 мг/л – оптимальной минерализации и 500 –1000 мг/л – повышенно минерализованной. Минерализованной водой является морская, минеральная, пресной – речная, дождевая, вода ледников.
Значение сухого остатка:
1) Вода с повышенным содержанием минеральных солей непригодна для питья, так как имеет соленый или горько- солёный вкус, а её употребление в зависимости от состава солей приводит к неблагоприятным физиологическим изменениям в организме:
а) способствует перегреву в жаркую погоду,
б) ведет к нарушению утоления жажды,
в) изменяет водно-солевой обмен за счёт увеличения гидрофильности тканей,
г) усиливает моторную и секреторную желудка и кишечника.
2) Слабоминерализованная вода неприятна на вкус, длительное её употребление может привести к нарушению водно-солевого обмена (уменьшение содержания хлоридов в тканях). Такая вода, как правило, содержит мало микроэлементов.
Жесткость
Общая жесткость воды обусловлена преимущественно присутствием в воде кальция и магния, которые находятся в виде гидрокарбонатов, карбонатов, хлоридов, сульфатов и других соединений; имеют также значение ионы стронция, железа, бария, марганца.
Виды жесткости:
1. Устранимая – величина, на которую уменьшается общая жесткость воды при кипячении её в течении 1часа. Обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния, которые разрушаются и выпадают в виде карбонатов в осадок (накипь).
2. Карбонатная – это жесткость, обусловленная бикарбонатами и малорастворимыми карбонатами. Устранимая жесткость приблизительно равна карбонатной, но когда в воде много гидрокарбонатов натрия и кальция, карбонатная жесткость значительно превышает устранимую.
3. Постоянная – это жесткость, которая остается после кипячения и обусловлена хлоридами, карбонатами, и сульфатами кальция и магния.
Воду с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л называют мягкой, 3,5-7 –средней жесткости, 7-10 –жесткой, свыше-10 –очень жесткой.
Основными природными источниками жесткости воды являются осадочные породы, фильтрация и сток с почвы. Жесткая вода образуется в районах с плотным пахотным слоем и известковыми образованиями. Для подземных вод характерна большая жесткость, чем для поверхностных. Подземные воды, богатые карбоновыми кислотами и растворенным кислородом, обладают высокой растворяющей способностью по отношению к почвам и породам, содержащим минералы кальцита, гипса и доломита.
Основными промышленными источниками жесткости являются стоки предприятий, производящих неорганические химические вещества, и горнодобывающая промышленность. Оксид кальция используется в строительной промышленности, производстве бумажной массы и бумаги, рафинировании сахара, в очистке нефти, дублении и как реагент для очистки воды и сточных вод. Сплавы магния применяются в литейном и штамповочном производстве, бытовых продуктах. Соли магния используются в производстве металлического магния, удобрений, керамики, взрывчатых веществ, медикаментов.
Значение жесткой воды:
· ухудшаются органолептические свойства – вода имеет неприятный вкус;
· нарушается всасывание жиров в кишечнике в результате образования кальциево-магнезиальных нерастворимых мыл при омылении жиров;
· у лиц с чувствительной кожей способствует появлению дерматитов в связи с тем, что кальциево-магнезиальные мыла обладают раздражающим действием
· в хозяйственно-бытовом аспекте: увеличивается расход моющих средств, образуется накипь при кипячении, волосы после мытья становятся жесткими, ткани одежды теряют мягкость и гибкость, ухудшается разваривание мяса и овощей с потерей витаминов в результате связывания их в неусвояемые комплексы,
· имеются данные, что употребление слишком жесткой воды может приводить к увеличению частоты мочекаменной болезни; хотя есть сведения о том, что жесткость может служить защитой от болезней;
· при резком переходе от пользования жесткой водой к мягкой и наоборот могут у людей наблюдаться диспептические явления;
· портит вид, вкус и качество чая, который является важнейшим напитком у населения, стимулирующим желудочную секрецию и утоляющим жажду;
Имеются данные о том, что употребление мягкой воды может явиться причиной сердечно-сосудистых заболеваний.
Хлориды.
Хлориды могут быть минерального и органического происхождения. Присутствие хлоридов в природных водах может быть связано с растворением отложений солей, загрязнением, обусловливаемым нанесением соли на дороги с целью борьбы со снегом льдом, сбросом стоков предприятиями химической промышленности, эксплуатацией нефтяных скважин, сбросом сточных вод, ирригационным дренажом, загрязнением в результате вымывания твердых отбросов и вторжения морской воды в прибрежные районы. Каждый из этих источников может вызвать загрязнение поверхностных и подземных вод. Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распространение их во всех природных водах.
Влияние на здоровье. Хлориды – наиболее распространенные в организме человека анионы и играют большую роль в осмотической активности внеклеточной жидкости; 88% хлоридов в организме находятся во внеклеточном пространстве. У здоровых людей происходит почти полное всасывание хлоридов.
Значение хлоридов:
· ухудшаются органолептические свойства – вода приобретает солоноватый вкус и в связи с этим ограничивается водопотребление;
· влияет на водно – солевой обмен; повышается уровень хлоридов в крови, что приводит к снижению диуреза и перераспределению хлоридов в органах и тканях;
· вызывают угнетение желудочной секреции, в результате чего нарушается процесс переваривания пищи;
· имеются данные о том, что хлориды оказывают гипертензивный эффект и у людей, страдающих гипертонической болезнью употребление воды с повышенным содержанием хлоридов может вызвать утяжеление течения заболевания;
· являются показателем загрязнения подземных и поверхностных водоисточников, так как хлориды содержаться в сточных водах и физиологических выделениях человека.
Сульфаты.
Сульфаты поступают в водную среду со сточными водами многих отраслей промышленности. Атмосферная двуокись серы (SO 2) , образующаяся при сгорании топлива и выделяющаяся в процессах обжига в металлургии, может вносить вклад в содержание сульфатов в поверхностных водах. Трехокись серы (SO 3) , образующаяся при окислении двуокиси серы, в сочетании с парами воды образуют серную кислоту, которая выпадает в виде «кислого дождя» или снега. Большинство сульфатов растворимы в воде.
С сульфатом алюминия, который используется в качестве флоккулянта при очистке воды, в очищенную воду может дополнительно попадать 20-50 мг/л сульфатов. Сульфаты не удаляются из воды обычными методами очистки. Концентрация в большинстве пресных вод очень низкая.
Значение сульфатов:
· сульфаты плохо всасываются из кишечника человека. Они медленно проникают через клеточные мембраны и быстро выводятся через почки. Сульфат магния действует как слабительное в концентрации выше 100 мг/л, приводя к очищению ЖКТ. Такой эффект возникает у людей, впервые использующих воду с высоким содержанием сульфатов (при переезде на новое место жительства, где употребляют сульфатную воду). Со временем человек адаптируется к такой концентрации сульфатов в воде.
· ограничивается водопотребление, так как сульфаты придают воде горько-соленый вкус в концентрации свыше 500 мг/л.
· неблагоприятно влияют на желудочную секрецию, приводя к нарушению процессов переваривания и всасывания пищи.
· являются показателем загрязнения поверхностных вод производственными сточными водами и подземных вод водами вышележащих водоносных горизонтов.
Нитраты, нитриты.
Аммиак является начальным продуктом разложения органических азотосодержащих веществ. Поэтому наличие аммиака в воде может расцениваться как показатель опасного в эпидемическом отношении свежего загрязнения воды органическими веществами животного происхождения. В некоторых случаях наличие аммиака не указывает на недоброкачественность воды. Например: в глубоких подземных водах аммиак образуется за счет восстановления нитратов при отсутствии кислорода или повышенное содержание аммиака в болотистых и торфяных водах (аммиак растительного происхождения).
Соли азотистой кислоты (нитриты) представляют собой продукты неполного окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации. Наличие нитритов свидетельствует о возможном загрязнении воды органическими веществами, однако нитриты указывают на известную давность загрязнения.
Соли азотной кислоты (нитраты) – конечные продукты минерализации органических веществ бактериями, присутствующими в почве и в воде с достаточным содержанием кислорода. Присутствие в воде нитратов без аммиака и нитритов указывает на завершение процесса минерализации.
Одновременное содержание в воде аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о незавершенности этого процесса и продолжающемся, опасном в эпидемическом отношении загрязнении воды. Однако повышенное содержание нитратов может иметь минеральное происхождение. Нитраты используют в качестве удобрений (селитра), во взрывчатых веществах, в химическом производстве и в качестве консервантов пищевых продуктов. Некоторые нитраты являются результатом фиксации в почве атмосферного азота (бактериальный синтез). Нитриты используют в качестве консервантов пищевых продуктов. Некоторые нитраты и нитриты образуются при вымывании дождем окислов азота, которые являются результатом разряда молнии или поступают из антропогенных источников.
Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде, они обнаруживаются в большинстве пищевых продуктов, в атмосфере и во многих водных источниках. Поступлению этих ионов в воду способствует использование удобрений, гниение растительного и животного материала, бытовые стоки, удаление в почву осадка сточных вод, промышленные сбросы, выымывание из мест захоронения отходов и вымывание из атмосферы. В природных чистых водах нитратов, как правило, немного. Однако в грунтовых водах в пределах населенных пунктов, животноводческих ферм и в других местах, где почва длительно и массивно
загрязняется, содержание нитратов может быть высоким.
Поскольку ни один из обычно используемых методов очистки и обеззараживания воды не изменяет значительно уровня содержания нитратов, и поскольку концентрация нитратов заметно не изменяется в системе распределения воды, уровни содержания в водопроводной воде часто полностью аналогичны таковым для водных источников. Содержание нитритов в водопроводной воде ниже, чем в водных источниках, что вызвано их окислением в процессе очистки воды, особенно при хлорировании.
Метаболизм. Нитраты и нитриты легко поглощаются организмом. Нитраты поглощаются в верхних отделах тонкого кишечника, концентрируются преимущественно в слюне через посредство слюнных желез, выводятся через почки. Нитрат может легко превращаться в нитрит в результате бактериального восстановления. Восстановление нитратов в нитриты происходит во всем организме, включая желудок. Это превращение
зависит от значения рН. У грудных детей, у которых кислотность в желудке в норме очень низкая, образуется большое количество нитрита. У взрослых кислотность в желудке характеризуется значением рН 1-5 и в меньшей степени происходит превращение нитрата в нитриты. Нитрит может окислять гемоглобин в метгемоглобин. При определенных условия нитриты могут реагировать в организме человека с вторичными и третичными аминами и амидами (пища) с образованием нитрозаминов, некоторые из которых считаются канцерогенами.
Значение нитратов, нитритов:
· вызывают развитие «водно-нитратной метгемоглобинемии» за счет окисления нитритами гемоглобина в метгемоглобин. В основном данное заболевание возникает у детей. Чувствительность грудных детей к действию нитратов относили за счет их высокого поступления в организм относительно массы тела, присутствием нитрат редуцирующих бактерий в верхних отделах ЖКТ и более легким окислением эмбрионального гемоглобина. Кроме того, повышенная чувствительность наблюдается у грудных детей, страдающих нарушениями функции ЖКТ, при которых увеличивается количество бактерий, способных превращать нитраты в нитриты. Использование искусственных смесей для вскармливания детей тоже рассматривается как причина увеличения заболеваемости, так как вода, используемая для приготовления смеси может содержать повышенное количество нитратов. У грудных детей в желудке значение рН, близкое к нейтральному, способствует бактериальному росту в желудке и в верхних отделах кишечника. У детей отмечается недостаточность по двум специфическим ферментам, которые осуществляют обратное превращение метгемоглобина в гемоглобин. Длительное кипячение может усугублять проблему вследствие увеличения количества нитратов при испарении воды. Чаще причиной заболевания являлось использование в качестве источника воды частных колодцев с микробиологическим загрязнением (в них отсутствуют водоросли, активно потребляющие нитраты). Заболевание характеризуется развитием одышки, цианоза, тахикардии, судорог. У детей старше 1 года и взрослых заболевание в форме острого токсического цианоза не наблюдается, но возрастает содержание метгемоглобина в крови, что ухудшает транспорт кислорода к тканям – это проявляется слабостью, бледностью кожных покровов, повышенной утомляемостью.
· вызывают образование нитрозаминов, некоторые из них могут быть канцерогенами. Образование этих веществ происходит во рту или где-либо ещё в организме, где кислотность относительно низкая.
· являются показателем загрязнения воды органическими веществами.
Значение рН (активная реакция).
Кислыми являются болотистые воды, содержащие гуминовые вещества, щелочными – подземные воды, богатые бикарбонатами.
Значение:
· определяет природные свойства воды;
· является показателем загрязнения открытых водоемов при спуске в них кислых или щелочных производственных сточных вод;
· значение рН тесно связано с другими показателями качества питьевой воды. Рост железобактерий в большой степени зависит от рН. Они образуют в качестве конечного продукта метаболизма гидрат окиси железа, который придает красный цвет воде. При высоких значениях рН вода приобретает горький вкус.
· эффективность процессов коагуляции и обеззараживания зависит от рН. Обеззараживающее действие хлора в воде ниже при высоких значениях рН; это связано со снижением концентрации хлорноватистой кислоты.
Микроэлементы.
В природных водах встречаются различные микроэлементы: бром, бор, медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, свинец, мышьяк, бериллий, фтор, йод и др.
Фтор.
Основным источником поступления фтора в организм человека является питьевая вода. Источником фтора в воде являются почва и подстилающие её породы, где находятся растворимые фторсодержащие минеральные соединения. Вода открытых водоемов может загрязняться фторсодержащими соединениями при выпуске в них промышленных сточных вод. В воде открытых водоемов содержится пониженное количество фтора. Высокие концентрации фтора чаще встречаются в водах артезианских скважин.
Фтор, потребляемый с водой, почти полностью всасывается, удерживается в скелете и в небольшом количестве в зубных тканях. При концентрации фтора выше 1 , 5 мг/л у людей, пьющих такую воду, развивается флюороз зубов, свыше 5 мг/л возможен флюороз скелета. Флюороз зубов характеризуется появлением на эмали зубов фарфороподобных или пигментированных в желтый или коричневый цвет пятен или эрозий, а также повышенной стираемостью зубов. При снижении концентрации фтора ниже 1 мг/л у населения возрастает заболеваемость кариесом, так как он снижает растворимость эмали при условиях повышенной кислотности среды. В высоких дозах фтор остро токсичен для человека: развивается геморрагический гастроэнтерит, острый токсический нефрит и поражение печени и сердечной мышцы.
Железо.
В поверхностных водах железо присутствует в трехвалентном состоянии, хотя в восстановительных условиях в подземных водах может содержаться и двухвалентное железо. Присутствие железа в природных водах связано с растворением горных пород и минералов, дренажом кислых шахтных вод, фильтрацией со свалок, сбросом сточных вод и стоками предприятий металлургической промышленности.
Значение железа:
· соли двухвалентного железа нестабильны и выпадают в осадок в виде нерастворимого гидроксида железа, который оседает в виде налёта ржавого цвета. Железо придает воде мутность, желто-бурую окраску. Такая вода неприятна на вкус (имеет горьковатый металлический вкус), окрашивает бельё и водопроводимую арматуру.
· осадок железа снижает ток воды и ускоряет рост железобактерий. Они получают энергию при окислении двухвалентного железа в трехвалентное, и в ходе этого процесса откладывается ил, покрывающий трубопроводы.
Медь.
Медь часто обнаруживается в поверхностных водах, она придает воде неприятный вяжущий привкус и окраску. Присутствие меди в воде не представляет опасности для здоровья, хотя может препятствовать использованию воды в бытовых целях. Медь увеличивает коррозию алюминиевой и цинковой посуды и арматуры.
Марганец.
Марганец, присутствующий в поверхностных водах, встречается в растворимой и во взвешенной формой. Более высокие концентрации марганца обычно связаны с промышленным загрязнением. Интоксикация марганцем, поступающим с питьевой водой, не описана. Марганец придает нежелательный привкус напиткам и окрашивает арматуру и белье при стирке. Если соединения марганца в растворе подвергаются окислению, марганец выпадает в осадок, вызывая проблемы накипеобразования.
Цинк.
Карбонаты, оксиды и сульфиды цинка плохо растворимы в воде, хотя высокорастворимые хлоридные и сульфатные соли склонны к гидролизу с образованием гидроксида и карбоната цинка. В результате этого концентрация цинка в природных водах обычно низкая. Концентрация цинка в водопроводной воде выше вследствие вымывания его из оцинкованных труб, латуни и цинксодержащей арматуры. Вследствие низкой токсичности цинка и эффективных гомеостатических механизмов регуляции опасность для человека хронической токсичности цинка, поступающего с питьевой водой и рационом, маловероятна. Цинк придает воде нежелательный вяжущий привкус, кроме того, может появляться опалесценция и образовываться маслянистая пленка при кипячении.
Алюминий.
Алюминий поступает в воду в результате сброса промышленных сточных вод, эрозии, вымывании вещества из минералов и почвы, загрязнения атмосферной пылью и выпадения осадков. Соли алюминия широко используются при очистке воды для устранения её цветности и мутности. Соли алюминия, поступившие вовнутрь, не вызывают у человека никаких вредных эффектов. В норме они не всасываются из пищи и воды, а образуют комплексы с фосфатами и выводятся с фекалиями. Алюминий может ухудшать органолептические свойства воды – появляется неприятный, вяжущий вкус.
Хром.
Питьевая вода обычно содержит хром в очень низких концентрациях. Загрязнение воды происходит в результате применения хрома в хозяйственной деятельности человека и в результате сброса стоков, содержащих соединения хрома. Неблагоприятные для человека эффекты присутствующего в воде хрома связаны с шестивалентным хромом. Хром в пределах 10 мг/кг массы тела вызывает у человека некроз печени, нефрит и смерть; более низкие дозы приводят к раздражению слизистой оболочки ЖКТ. Имеются данные о том, что хром может вызывать развитие злокачественных новообразований.
Свинец.
Наличие свинца в поверхностных водах обусловлено сбросом промышленных стоков. В питьевой воде содержание свинца относительно низкое, но при использовании свинцовых труб его концентрация может существенно увеличиваться. В литературе имеется информация о кишечном всасывании свинца из водных растворов, содержащих растворенный свинец. Свинец в высоких дозах является кумулятивным метаболическим ядом общего действия.
Ртуть.
Ртуть может присутствовать в окружающей среде в виде металла, в виде солей и в виде ртутьорганических соединений, наиболее важным является метилртуть. Метилртуть может получаться из неорганической ртути под действием микроорганизмов, обнаруживаемых в донных отложениях и в осадке сточных вод. Наличие повышенных концентраций ртути указывает на загрязнение воды. Рыбы и млекопитающие поглощают и удерживают ртуть и в районах, где вода загрязнена ртутью и где рыба составляет значительную часть рациона, поступление элемента в организм может быть значительным.
Ртуть не выполняет никакой физиологической функции в организме. Метилртуть полностью всасывается в ЖКТ. Отравление ртутью проявляется неврологическими и почечными нарушениями, гонадотоксическим и мутагенным эффектами.
Никель.
Многие соли никеля растворимы в воде, что может приводить к загрязнению воды, также может быть промышленный сброс в реки стоков, содержащих соединения никеля. Некоторое количество никеля удаляется при традиционных методах очистки воды, поэтому содержание никеля в очищенной воде ниже, чем в неочищенной. Никель является эссенциальным элементом, поглощение из ЖКТ низкое. Никель относительно нетоксичен. Считается, что те уровни никеля, которые обнаруживаются в пище и воде, не представляют серьезной опасности для здоровья.
3.3 Бактериологические показатели.
Водные патогенные бактерии.
Фекальное загрязнение питьевой воды может обусловить поступление в воду различных кишечных патогенных организмов (бактериальных, вирусных и др.), причем их присутствие связано с микробными болезнями и носителями, имеющимися в данный момент среди населения изучаемого района. Кишечные патогенные бактерии широко распространены во всем мире. Среди известных, встречающихся в загрязненной воде, штаммы Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Yersinia enterocolitica , Camhylobacter fetus. Эти организмы могут вызывать заболевания, варирующие по степени тяжести от легкой формы гастроэнтеритов до тяжелых, а иногда летальных форм дизентерии, холеры и брюшного тифа.
Другие организмы, естественно присутствующие в окружающей среде и не считающиеся патогенными агентами, могут вызывать иногда оппортунистические заболевания (т. е. инфекции условно патогенными организмами). Такие микроорганизмы при их присутствии в питьевой воде могут служить причиной инфекционных болезней, главным образом у лиц с нарушением местных или общих естественных иммунозащитных механизмов, что наиболее вероятно в случае очень пожилых людей, детей и больных госпитализированных, например по поводу ожогов или при необходимости в иммуносупрессивной терапии. Питьевая вода, используемая такими больными для питья и умывания, если она содержит избыточное количества микроорганизмов таких как Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, Klebsiella, Serratia может обусловить возникновение самых различных инфекций, в том числе инфекционных поражений кожи и слизистых оболочек глаза, уха и носоглотки
Значимость водного пути распространения кишечных бактериальных инфекций значительно варъируется в зависимости от заболевания и местных условий.
Обоснование использования индикаторных микроорганизмов.
Несмотря на то, что в настоящее время можно установить факт присутствия в воде многих патогенных агентов, методы их выделения и количественного определения нередко довольно сложны и длительны. Поэтому с практической точки зрения нецелесообразно проводить мониторинг каждого возможного патогенного микроба, являющегося следствием загрязнения. Более логичным подходом является выявление микроорганизмов, обычно присутствующих в фекалиях человека и других теплокровных животных, в качестве индикаторов фекального загрязнения, а также показателей эффективности процессов очистки и обеззараживания воды. Выявление таких микроорганизмов указывает на присутствие фекалий, а, следовательно, на возможное присутствие кишечных патогенных агентов. Таким образом, поиск таких микроорганизмов- индикаторов фекального загрязнения- позволяет получить средства контроля качества воды.
Микроорганизмы – индикаторы фекального загрязнения.
Использование типичных кишечных микроорганизмов в качестве индикаторов фекального загрязнения является общепризнанным. В идеале обнаружение таких индикаторных бактерий должно означать присутствие всех сопутствующих такому загрязнению патогенных агентов. Индикаторные микроорганизмы всегда присутствуют в экскрементах, но отсутствуют в других источниках. Они легко выделяются, идентифицируются и количественно определяются и не размножаются в воде. Они дольше выживают в водной среде, чем патогенные и более устойчивы к действию обеззараживающих агентов. Практически какой-либо один микроорганизм не может отвечать всем этим критериям.
Микроорганизмы, используемые в качестве бактериальных индикаторов фекального загрязнения, включает группу колиформных организмов в целом, E. Coli и колиформные организмы, которые были описаны как «фекальные колиформы», фекальные стрептококки и сульфитредуцирующие клостридии.
А) Общие колиформные микроорганизмы.
Колиформные организмы давно уже считаются удобными индикаторами качества питьевой воды, главным образом потому, что, эти микроорганизмы легко поддаются обнаружению и количественному определению в водной среде. Они характеризуются способностью ферментировать лактозу при культивировании при 35· или 37· С и включают виды E. Coli, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella . Они не должны присутствовать в подаваемой потребителю воде, а их присутствие свидетельствует о недостаточной очистке или вторичном загрязнении после очистки. В этом случаи тест на общие колиформы является показателем эффективности очистки воды.
Б) Фекальные (термотолерантные) колиформы
Они представляют собой колиформные организмы, способные ферментировать лактозу при 44.0 0 или 44.5 0 С и включают род Eschеrichia и в меньшей степени отдельные штаммы Enterobacter, Klebsiella. Из этих микроорганизмов только E. Coli специфично фекального происхождения, причем она всегда присутствует в больших количествах в экскрементах человека, животных и птиц и редко обнаруживается в воде и почве не подвергшихся фекальному загрязнению.
В) Другие индикаторы фекального загрязнения
Для подтверждения фекального загрязнения при отсутствии фекальных колиформ и E. coli в воде могут быть использованы другие индикаторные организмы. Эти вторичные индикаторные организмы включают фекальные стрептококки и сульфитредуцирующие клостридии, особенно C. Perfringens.
Г) Фекальные стрептококки
Присутствие фекальных стрептококков в воде обычно указывает на фекальное загрязнение. Это относится к тем стрептококкам, которые обычно присутствуют в экскрементах человека и животных, в том числе S. Faecalis, S. Fatcium, S. Durans, S. Avium , а также штаммы с промежуточными свойствами. Эти микроорганизмы редко размножаются в загрязненной воде, и они могут быть несколько болеее устойчивыми обеззараживанию, чем колиформные органищмы.
Д) Сульфитредуцирующие клостридии.
Это анаэробы спорообразующие организмы, наиболее характерным из которых является C. Perfringes (C. Welcyii), обычно присутствуют в фекалиях, хотя в значительно меньших количествах, чем E. Coli. Споры сульфитредуцирующих выживают в водной среде дольше, чем организмы колиформной группы, они устойчивы к обеззараживанию.
Е) Простейшие.
Из всех кишечных простейших, патогенных для человека, три. Эти простейшие могут быть переданы через воду: Entamoeba Hyistolytica, Giardia spp. и Balantidium coli. Эти организмы являются этиологическими агентами соответственно амебиаза(амебная дизентерия), лямблиоза и балантидиаза и все они связаны с вспышками заболеваний, связанных с питьевой водой. Различные, обычно свободноживущие, амебы могут играть роль водных агентов, нередко вызывающих заболевания со смертельным исходом. Однако, инфекции водного происхождения, вызваные этими организмами, почти всегда больше связаны с рекреационным контактом с водой, чем с передачей через питьевую воду.
E . histolytica широко распространена во всем мире и существует в стадии трофозоидов и цист. Инфекция возникает при заглатывании цист. Человек выступает в роли резервуара инфекции. Больные дизентерией выделяют только трофозоиды, которые чувствительны к подсушиванию, колебаниям температуры и соленности и они погибают под действием желудочного сока. Поэтому более важным источником инфекции являются хронические больные и носители инфекции, которые выделяют цисты.
Giardia spp . так же широко распространена в мире и находится в стадии трофозоидов и цист. Найдена у многих видов млекопитающих и птиц. Инфекция возникает при заглатывании цист и чаще возникает у детей.
Balantidium coli представляют широко распространенные микроорганизмы. Могут быть опасны для человека.
Несмотря на то, что большинство инфекций E. Histolytica протекают бес симптомно или вызывают лишь незначительные симптомы, смертельные исходы не исключены. Клинические проявления это гастроэнтериты с симптомами легкой диареи до скоротечной дизентерии.
Балантидиаз может проявляться в виде острой дизентерии с кровавым поносом, либо протекае бессимптомно в виде носительства.
Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия среды жизни человека его потребностям. Окружающей человека средой являются природные условия, условия на рабочем месте и жилищные условия. От ее качества зависит продолжительность жизни, здоровье, уровень заболеваемости населения и т. д.
Нормирование качества окружающей среды – установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и т. д.).
Цель нормирования – установление предельно допустимых норм (экологических нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Соблюдение экологических нормативов должно обеспечить экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.
Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.
Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие:
Нормативы качества (санитарно-гигиенические):
– предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
– предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.
Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):
– предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
– предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ.
Комплексные нормативы:
– предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду.
Предельно допустимая концентрация (количество) (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых продуктов) или поверхности (для кожи работающих). ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. При ее определении учитывают степень влияния загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.
В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв.
При нормировании качества атмосферного воздуха используют такие показатели как ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, ПДК максимально разовую и ПДК среднесуточную.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) – это максимальная концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.
Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) – это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).
Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) – это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании.
При нормировании качества воды используют такие показатели, как ПДК вредных веществ для питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов. Также нормируют запах, вкус, цветность, мутность, температуру, жесткость, коли-индекс и другие показатели качества воды.
Предельно допустимая концентрация» воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) – это максимальная концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это максимальная концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
При нормировании качества почвы используют такой показатель, как ПДК вредного вещества в пахотном слое почвы. Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) – это максимальная концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, плодородие почвы, ее самоочищающую способность, соприкасающиеся с ней среды и не приводящее к накоплению вредных веществ в сельскохозяйственных культурах.
При нормировании качества продуктов питания используют такой показатель, как ПДК вредного вещества в продуктах питания. Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДКпр) – это максимальная концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) – это максимальный уровень воздействия радиации, шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. ПДУ – это то же, что ПДК, но для физических воздействий.
В тех случаях, когда ПДК или ПДУ не определены и находятся только на стадии разработки, используют такие показатели, как ОДК – ориентировочно допустимая концентрация, или ОДУ – ориентировочно допустимый уровень, соответственно.
Необходимо отметить, что существует два подхода к нормированию загрязнения окружающей среды. С одной стороны, можно нормировать содержание загрязняющих веществ в объектах окружающей среды, с другой стороны, – степень трансформации окружающей среды в результате ее загрязнения. В последнее время все чаще обращают внимание на недостатки первого подхода, в частности, применения ПДК для почв. Однако подход к нормированию качества среды по показателям ее трансформации (например, состояния биоты) практически не развит. По-видимому, лучше использовать оба подхода в сочетании друг с другом.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Если в воздухе или воде населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ превышают ПДК, то по объективным причинам значения ПДВ и ПДС не могут быть достигнуты. Для таких предприятий устанавливаются значения временно согласованных выбросов вредных веществ (ВСВ) и временно согласованных сбросов вредных веществ (ВСВ) соответственно, и вводится поэтапное снижение показателей выбросов и сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ и ПДС.
В настоящее время в России на нормативах ПДВ работают лишь 15–20% загрязняющих производств, на ВСВ – 40–50%, а остальные загрязняют среду на основе лимитных выбросов и сбросов, которые определяют по фактическому выбросу на определенном отрезке времени.
Комплексным показателем качества окружающей среды является предельно допустимая экологическая нагрузка.
Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду – это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не приводящая к нарушению устойчивости экологических систем (или, иными словами, к выходу экосистемы за пределы экологической емкости).
Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется как емкость природной среды, или экологическая емкость территории. Устойчивость экосистем к антропогенным воздействиям зависит от следующих показателей: 1) запасы живого и мертвого органического вещества; 2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова и 3) видовое и структурное разнообразие. Чем они выше, тем устойчивее экосистема.