Дослідження якості питної води

Харків 2011

О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, Н.Ю. Гаврилович, С.І. Кочетова, Л. С. Осипова, В.І. Солошенко, Безпалько В.В.

Дослідження якості питної води: Методичні рекомендації до виконання лабораторно – практичної роботи з основ екології та інженерної екології. – Х.: ХНТУСГ, 2011. – 24 с.

Рецензенти:

М.Р. Казюта, к. с.-г. н., доцент /Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва

В.В. Юрченко - к. с.-г. н., доцент /Харківська державна зооветеринарна академія

Методические указания предназначены для приобретения практических навыков оценки качества питьевой воды и поиска возможных причин ее загрязнения. В методических указаниях приводятся требования к качеству питьевой воды, методика составления гигиенического заключения о качестве воды и варианты заданий для работы. Рассчитаны для студентов высших учебных заведений.

© О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, Н.Ю. Гаврилович, С.І. Кочетова, Л. С. Осипова, В.І. Солошенко, Безпалько В.В. © Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Дослідження якості питної води

Мета роботи: закріпити знання показників якості питної води, засвоїти методику проведення аналізу складу питної води та обґрунтування гігієнічних висновків щодо її якості.

Вода – унікальна і до кінця ще не вивчена сполука, прекрасний розчинник, вона є одним з найбільших багатств на Землі.

Фактори, що впливають на якість води. Хімічний склад води, її фізичні характеристики, швидкість трансформації забруднюючих речовин залежать від природних чинників:

хімічного складу ґрунту;
температури;
характеристик водойми: швидкості течії, глибини, багатства рослинного і тваринного світу (якщо джерелом водопостачання є поверхневі водойми);
рН води;
вмісту розчиненого кисню;

та антропогенних, зокрема сусідства:

тваринницьких ферм, звалищ;
сільськогосподарських угідь, на яких можуть використовувати добрива та пестициди;
промислових підприємств та енергетичних об’єктів;
штучних водосховищ;
місць скиду господарсько-побутових чи виробничих стічних вод.

Якість води залежить від поєднання кількох забруднюючих речовин, які при взаємодії можуть посилювати ступінь небезпеки. Наприклад, сполуки хлору, які додаються у воду при знезаражуванні, взаємодіючи з органічними речовинами, здатні утворювати надтоксичні хлороформ та діоксини. За наявності у питній воді декількох речовин з однаковою лімітуючою ознакою шкідливості, що належать до I та II класів небезпеки, сума відношення концентрацій (C₁, C₂,......C _і) кожної з 1, 2, і -речовин до відповідної ГДК не повинна перевищувати одиницю:

де С_1,С₂,… С_і – концентрації у водоймі шкідливих речовин одного класу лімітуючих показників шкідливості;

ГДК₁, ГДК₂,… ГДК_і – їх гранично допустимі концентрації (див. додаток 1).

Оцінка якості питної води повинна відбуватись на основі Державних санітарних норм та правил "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (ДСанПіН 2.2.4-171-10).

Глосарій. У Санітарних нормах терміни вживаються у такому значенні:

Вода питна, призначена для споживання людиною (питна вода), - вода, склад якої за органолептичними, фізико-хімічними, мікробіологічними, паразитологічними та радіаційними показниками відповідає вимогам державних стандартів та санітарного законодавства (з водопроводу - водопровідна, фасована, з бюветів, пунктів розливу, шахтних колодязів та каптажів джерел), призначена для забезпечення фізіологічних, санітарно-гігієнічних, побутових та господарських потреб населення, а також для виробництва продукції, що потребує використання питної води.

Вода питна з оптимальним вмістом мінеральних речовин - питна вода, призначена для споживання людиною, з мінеральним складом, адекватним фізіологічній потребі організму людини.

Вода питна з пунктів розливу - оброблена та привізна питна вода, що розливається в тару споживача без водопровідної мережі.

Споживач питної води - юридична або фізична особа, яка використовує питну воду за призначенням.

Бювет - інженерна водозабірна споруда для забезпечення споживачів необробленими (крім знезараження води методом ультрафіолетового опромінення) міжшаровими напірними (артезіанськими) або безнапірними підземними водами, до складу якої входять свердловина, розподільна колонка та спеціальне приміщення або павільйон.

Каптаж джерела - інженерна водозабірна споруда, призначена для збирання джерельної води в місцях її довільного виходу на поверхню, до складу якої входять камери каптажу (приймальна та освітленої води), каптажне приміщення або павільйон.

Трубчастий колодязь (свердловина) - інженерна споруда, що є вертикальною виробкою з невеликим розміром поперечного перерізу круглої форми, що призначена для забору підземних вод, розташованих на різній глибині.

Шахтний колодязь - інженерна споруда, що є вертикальною виробкою з великим (у порівнянні із водозабірною свердловиною) розміром поперечного перерізу, круглої, квадратної, прямокутної або шестигранної форми, що призначена для забору ґрунтових вод.

Санація шахтних колодязів - комплекс заходів з ремонту, чищення та дезінфекції колодязів, які проводяться з профілактичною метою чи у разі забруднення води в них.

Знезараження води - процес знищення патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів шляхом впливу на них фізичних (ультрафіолетове опромінювання, ультразвук тощо), хімічних (хлор, гіпохлорит, озон, діоксид хлору, оксидантний газ тощо) та фізико-хімічних факторів.

Водоносний горизонт - пласт гірських порід однорідного складу, що містить вільну (гравітаційну) воду і має однакову пористість і величину водопроникності.

Підготовка питної води (водопідготовка, обробка) - технологічний процес, який здійснюється для доведення показників безпечності та якості питної води до рівнів гігієнічних нормативів.

Домінералізація питної води - технологічний процес обробки питної води для збільшення концентрації мінеральних речовин, зокрема макро- та мікроелементів (штучна мінералізація або розведення).

Клас небезпеки речовини (I, II, III, IV) - ступінь небезпеки для людини хімічних речовин, що забруднюють воду, який залежить від їх токсичності, кумулятивності, лімітуючої ознаки шкідливості та здатності викликати несприятливі віддалені ефекти.

Лімітуюча ознака шкідливості - показник, за яким встановлюється гігієнічний норматив шкідливої хімічної речовини у воді та який визначається за мінімальною концентрацією, яка впливає безпосередньо на організм людини (санітарно-токсикологічна ознака шкідливості), органолептичні властивості води (органолептична ознака шкідливості) чи процеси самоочищення водойм (загальносанітарна ознака шкідливості).

Мікробіологічні показники - показники епідемічної безпеки питної води, перевищення яких може призвести до виникнення інфекційних хвороб у людини.

Органолептичні показники (запах, смак і присмак, забарвленість, каламутність) - фізичні властивості питної води, що сприймаються органами чуття.

Паразитологічні показники - показники епідемічної безпеки питної води, перевищення яких може призвести до виникнення паразитарних інвазій у людини.

Радіаційні показники - показники, що характеризують властивість води, зумовлену наявністю радіонуклідів.

Водневий показник (pH) - показник, що характеризує властивість води, зумовлену наявністю у ній вільних іонів водню.

Забарвленість - показник, що характеризує інтенсивність забарвлення води, яке зумовлене вмістом забарвлених органічних речовин.

Загальна жорсткість - показник, що характеризує властивість води, зумовлену наявністю у ній розчинених солей кальцію та магнію (сульфатів, хлоридів, карбонатів, гідрокарбонатів тощо).

Загальна лужність - показник, що характеризує властивість води, зумовлену наявністю у ній аніонів слабких кислот, головним чином вугільної кислоти (карбонатів, гідрокарбонатів).

Запах - показник, що характеризує властивість води подразнювати рецептори слизових оболонок носа та синусних пазух, зумовлюючи відповідне відчуття.

Каламутність - показник, що характеризує природну властивість води, зумовлену наявністю у воді завислих речовин органічного і неорганічного походження (глини, мулу, органічних колоїдів, планктону тощо).

Перманганатна окиснюваність - кількість кисню, що потрібна для хімічного окиснення перманганатом калію легкоокиснюваних органічних і неорганічних речовин (солей двовалентного заліза, сірководню, амонійних солей, нітритів тощо), які містяться у 1 дм³ води.

Смак і присмак - показники, що характеризують здатність наявних у воді хімічних речовин після взаємодії зі слиною подразнювати смакові рецептори язика і зумовлювати відповідне відчуття.

Сухий залишок - показник, що характеризує кількість розчинених речовин, передусім мінеральних солей, в 1 дм³ води.

Залежно від технології отримання виокремлюють такі види питних вод:

оброблені - питні води, що виготовляються з води, отриманої з поверхневих джерел питного водопостачання, підземних джерел питного водопостачання шляхом очищення, знезараження чи домінералізації;

необроблені (природні) - води, отримані безпосередньо з підземних джерел питного водопостачання, які за всіма показниками відповідають вимогам Санітарних норм без їх очищення (крім освітлення), знезараження чи домінералізації.

Загальні підходи до гігієнічної оцінки якості питної води. Питна вода, призначена для споживання людиною, повинна відповідати таким гігієнічним вимогам: бути безпечною в епідемічному та радіаційному відношенні, мати сприятливі органолептичні властивості та нешкідливий хімічний склад.

Для виробництва питної води слід надавати перевагу воді підземних джерел питного водопостачання населення, надійно захищених від біологічного, хімічного та радіаційного забруднення.

Гігієнічну оцінку безпечності та якості питної води проводять за показниками епідемічної безпеки (мікробіологічні, паразитологічні), санітарно-хімічними (органолептичні, фізико-хімічні, санітарно-токсикологічні) та радіаційними показниками, наведеними у додатку 1.

У сфері питного водопостачання населення можуть використовуватись матеріали, речовини та сполуки (коагулянти, флокулянти, реагенти для знезараження, консерванти, ємкості, тара, засоби закупорювання, мийні та дезінфекційні засоби, обладнання, устаткування, будівельні матеріали тощо), дозволені центральним органом виконавчої влади у сфері забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення для застосування у цій сфері.

Залишкові концентрації хімічних речовин та сполук у питній воді не повинні перевищувати встановлені гігієнічні нормативи. Під час знезараження водопровідної питної води залишкові концентрації реагентів визначаються не рідше одного разу на годину.

Вміст у питній воді шкідливих речовин, не зазначених у Санітарних нормах, не повинен перевищувати їх граничнодопустимих концентрацій (ГДК), визначених санітарними нормами для поверхневих вод.

Проведення лабораторних досліджень якості води. Попередні лабораторні дослідження вихідної води проводять згідно з вимогами Санітарних норм за переліком показників з урахуванням місцевих природних умов.

Проби води відбирають протягом року не рідше одного разу на місяць для визначення мікробіологічних, органолептичних, фізико-хімічних та санітарно-токсикологічних показників, а у водопровідній воді з поверхневих джерел питного водопостачання визначають також паразитологічні показники.

Стаціонарні пости спостереження встановлюють у містах і селищах поблизу місць скидання у водойми стічних вод, у місцях нересту риб, біля дамб і гребель, в місцях впадіння притоків, на адміністративних кордонах.

Обов’язковим є визначення якості води у поверхневих водоймах, які слугують джерелом централізованого водопостачання. В цьому випадку контроль проводиться на відстані 1 км вище за течією від водозабору.

На стаціонарних станціях проводять спостереження за станом води за трьома програмами: обов’язковою, повною та скороченою. Обов’язкова програма включає візуальні спостереження, визначення витрат води, температури, рН, кольоровості, каламутності, вмісту завислих речовин, розчиненого кисню, біогенних речовин (Нітроген загальний і амонійний, нітрати, нітрити, Фосфор загальний, фосфати), органічних сполук, нафтопродуктів, пестицидів, катіонів важких металів (ртуті, кадмію, алюмінію), аніонів: SО₄^2-, Сl^-, НСО₃ ^– та деякі інші.

Особливості маркування та використання фасованої води. Для консервування питної води фасованої та з пунктів розливу можуть використовуватись діоксид вуглецю, срібло тощо. На етикетці питної води фасованої зазначаються: "Вода питна", її назва, вид (оброблена, необроблена (природна), штучно-мінералізована, штучно-фторована, штучно-йодована, з оптимальним вмістом мінеральних речовин, газована (сильно-, середньо-, слабо-) чи негазована тощо), склад ("вода питна" та перелік уведених речовин, зокрема консервантів, макро- та мікроелементів), фактичні значення показників фізіологічної повноцінності мінерального складу питної води, умови зберігання, дата виготовлення та дата закінчення строку придатності до споживання, найменування, місцезнаходження та телефони виробника і місце її виготовлення, вид вихідної води, місцезнаходження підземного джерела питного водопостачання та номер і глибина свердловини, номер партії виробництва, назва нормативного документа, який визначає вимоги щодо якості питної води.

Назви питних вод, що свідчать про їх походження або створюють враження про певне місце походження, можна зазначати виключно для необроблених фасованих питних вод.

Питну воду фасовану можна споживати дітям з перших днів їх життя і до 3 років для фізіологічних, санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб у тому разі, якщо вона відповідає таким вимогам:

не обробляється реагентами, не містить консервантів та не є штучно мінералізованою;

фасується в скляну тару із зазначенням на етикетці строку її придатності та умов зберігання після розгерметизації тари згідно з результатами державної санітарно-епідеміологічної експертизи цієї води.

Місце реалізації питної води з пунктів розливу слід розташовувати на території з твердим покриттям, що упорядкована та благоустроєна і знаходиться на відстані не менше ніж 50 м від місць забруднення (сміттєзбірники, вбиральні, магістралі з інтенсивним рухом транспорту, автостоянки тощо), повинен бути прилавок, до якого підведено трубопровід з металевим краном для розливу питної води (кран слід розташовувати над прилавком на висоті не менше ніж 0,5 м).

Правила облаштування місць місцевого водоспоживання. Місця влаштування бюветів, колодязів та каптажів джерел слід розташовувати на незабрудненій та захищеній території, яка знаходиться вище за течією ґрунтових вод на відстані не менше ніж 30 м від магістралей з інтенсивним рухом транспорту та не менше ніж 50 м (для індивідуальних колодязів - не менше ніж 20 м) від вбиралень, вигрібних ям, споруд та мереж каналізації, складів добрив та отрутохімікатів, місць утримання худоби та інших місць забруднення ґрунту та підземних вод.

Територію поблизу колодязя, каптажу джерела чи бювету треба утримувати в чистоті та організовувати відведення поверхневого стоку.

У радіусі 50 м від бюветів, колодязів та каптажів джерел не дозволяється здійснювати миття транспортних засобів, водопій тварин, влаштовувати водоймища для водоплавної птиці, розміщувати пристрої для приготування отрутохімікатів та іншу діяльність, що може призвести до забруднення ґрунту та води.

Забороняється влаштовувати бювети, колодязі та каптажі джерел у місцях, що затоплюються, зазнають розмивів, зсувів та інших деформацій, на понижених та заболочених територіях.

Забороняється використовувати для підйому води із колодязя чи каптажу джерела громадського користування ємкості, які приносять споживачі, а також набирати воду із відра загального користування посудом, що належить споживачам.

Для утеплення і захисту колодязів та каптажів джерел від замерзання можна використовувати пінобетон, мати із чистої соломи, сіна, стружки тощо, але при цьому зазначений матеріал не повинен потрапляти у водозабір. Забороняється використовувати для цієї мети гній, перегній та інше.

Щойно побудовані бювети, колодязі та каптажі джерел можна вводити в експлуатацію лише після їх обстеження посадовою особою державної санітарно-епідеміологічної служби відповідної адміністративної території та заповнення Санітарного паспорта.

Періодичний контроль безпечності та якості питної води здійснюється власниками бюветів, колодязів та каптажів джерел. Повний контроль безпечності та якості питної води здійснюється за показниками згідно з додатком 1 один раз на рік у найбільш несприятливий період року, а також за відповідними показниками у разі погіршення епідемічної ситуації.

Власники бюветів, колодязів чи каптажів джерел зобов'язані щорічно проводити планове обстеження цих споруд, їх поточний ремонт, чищення та дезінфекцію. Після кожного ремонту або чищення слід проводити дезінфекцію споруд та знезараження питної води, а також лабораторні дослідження (не менше двох з інтервалом відбору - 24 години) її безпечності та якості.

У тому разі, коли після чищення та дезінфекції бюветів, колодязів чи каптажів джерел безпечність та якість питної води не покращується, використовувати її для питних потреб забороняється. На бюветі, колодязі чи каптажі джерела слід вивісити інформаційну табличку "Вода для пиття непридатна" і провести повторні чищення та дезінфекцію з подальшим лабораторним контролем їх ефективності.

Завдання. Обґрунтуйте гігієнічний висновок щодо якості питної води. Запропонуйте заходи щодо покращення її якості (у разі необхідності) та обов’язково укажіть необхідні види (очистка, знезараження, дезактивація, знешкодження), методи та засоби здійснення цього процесу.

Хід роботи

У ході практичного заняття студент отримує ситуаційну задачу, в якій наведені дані щодо санітарно-топографічного стану місцевості, санітарно-технічного стану джерела водопостачання, а також результати лабораторного дослідження води.

Після ретельного вивчення матеріалів запропонованої ситуаційної задачі студент повинен скласти звіт про оцінку якості води та заходи щодо покращення цієї якості. Приклад такого звіту наведений у додатку 3.

Слід пам’ятати, що не можна оцінювати якість води на основі лише аналізу органолептичних показників.

При написанні висновків щодо якості води необхідно не тільки констатувати надмірну кількість тієї чи іншої хімічної сполуки, а й обґрунтувати її походження (мінеральне чи органічне, рослинне чи тваринне). Так, у випадку органічного, передусім тваринного, походження хлоридів, як правило, буде мати місце підвищений вміст амонійних речовин та нітратів, високе мікробне число та окиснюваність.

Такі хімічні показники забруднення води, як амонійні сполуки, нітрати та сульфати можуть бути і рослинного походження. Як правило, така їх природа підтверджується низькою твердістю, високим загальним мікробним числом та індексом бактерій групи кишкових паличок.

СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

Задача 1.

Дані санітарно – топографічного опису: проба води доставлена з шахтної криниці, що розташована на околиці села П. Криниця розміщена біля ґрунтової дороги, на відстані 50м від молочно – товарної ферми, місцевість рівна. Криниця має добре обладнаний зруб і глиняний замок, кришку, відра немає, глибина криниці становить 6м. Серед населення, яке використовує воду з криниці, зареєстровані випадки лептоспірозу.