Гігієнічна характеристика питної води.

Вода — є одним з найважливіших елементів зовнішнього середовища. Вона має велике значення для задоволення фізіологічних, санітарно-гігієнічних та господарських потреб людини. Вкрай необхідна вона рослинам і тваринам. Вода входить до складу тканин і органів людини, бере участь у всіх фізико-хімічних процесах в організмі, здійсненні різних фізіологічних функцій, видаленні з організму продуктів обміну, регулює від­дачу тепла шляхом випаровування. Загальний вміст води в орга­нізмі людини близько 65 % маси тіла.

Резорбція споживаної води починається у шлунку, але основна її кількість всмоктується в кишечнику.

Вода постійно виводиться з людського організму через нир­ки, легені, кишечник і шкіру. Із сечею та екскрементами з ор­ганізму виділяється близько 1,5 л води на добу, через легені — до 0,5 л, шкіру й потові залози, залежно від метеорологічних умов та виконуваної роботи, — від 0,5 до 10 л. Стільки ж води за добу людина і споживає.

Людський організм погано переносить зневоднення. Втрата лише 1—1,5 л води вже викликає відчуття спраги. Якщо втрата води становить 10 %, то це спричиняє серйозні порушення діяльності організму і навіть становить небезпеку для життя. Втрата 20—25 % води може спричинити смерть.

Велика кількість води витрачається для миття тіла, прання білизни, приготування їжі, прибирання приміщень тощо.

Вода — це важливий чинник загартовування організму. Вод­ний спорт у відкритих водоймах та плавальних басейнах є прек­расним оздоровчим заходом.

Отже, стає зрозумілим, чому в сучасних містах потреба у во­ді на душу населення має становити 500 л на добу і більше.

Виконувати свою гігієнічну роль вода може лиш тоді, коли вона якісна щодо органолептичних, хімічних та бактеріологічних властивостей. В іншому разі неякісна або забруднена вода може спричинити ряд інфекційних хвороб: черевний тиф, холеру, ди­зентерію, гельмінтоз. Особливо великі вимоги ставлять до пит­ної води. Згідно з державним стандартом питна вода має відпо­відати таким гігієнічним вимогам:

• бути безпечного в епідемічному відношенні — не містити патогенних збудників, яєць та личинок гельмінтів, а також збудників протозойних хвороб;

• мати нешкідливий хімічний склад — не містити токсичних, радіоактивних речовин та лишків солей, здатних негативно впливати на здоров'я людей;

• мати цілющі органолептичні властивості — мати температу­ру, що освіжує, бути прозорою, не мати кольору, запаху та стороннього присмаку.

Для оцінки якості води щодо епідеміологічних вимог в сані­тарній практиці широко використовують бактеріологічні показ­ники забруднення води — ступінь загальної бактеріальної за­брудненості води та наявність у ній кишкової палички.

Перший показник характеризує мікробне число, тобто кіль­кість мікробних колоній, що виростають при посіві 1 мл води, через добу на спеціальних середовищах (м'ясо-пептонний агар). За існуючими нормами у 1 мл питної води не повинно містити­ся більше ніж 100 мікробів, а у воді плавальних басейнів — 1000.

Другий показник — наявність у воді кишкової палички, яка є індикатором забруднення води фекаліями. Цей показник ха­рактеризують дві величини — колі-титр і колі-індекс.

Колі-титр — найменша кількість води, в якій виявляється одна кишкова паличка. Чим менше (нижче) колі-титр, тим біль­ше фекальне забруднення води.

Колі-індекс — кількість кишкових паличок, що міститься у 1 л води.

У чистій воді артезіанських свердловин колі-титр, як прави­ло, вищий за 500 мл, а колі-індекс — менший 2. Для водогінної води колі-індекс має бути не більше 3, а колі-титр — 300 мл. У забруднених, погано обладнаних колодязях колі-титр може бути 100 мл, а колі-індекс — 10. Такі ж величини характеризують во­ду у штучних плавальних басейнах.

Згідно з державним стандартом щодо хімічного складу пит­на вода має відповідати вимогам двох груп показників. Одні показники характеризують її токсикологічний стан, другі — ор­ганічну якість.

Наявність у воді токсичних речовин пов'язана в основному з промисловими та сільськогосподарськими забрудненнями вод­них джерел. Спеціальним списком Міністерства охорони здо­ров'я України передбачено гранично-припустимий вміст понад 800 хімічних сполук.

Наприклад, алюмінію у воді повинно бути не більше 0,5 мг·л^-1; берилію — 0,0002; молібдену — 0,25; миш'яку — 0,05; нітратів — 45; свинцю — 0,03; селену — 0,001; стронцію — 7; фтору для І і II кліматичної зони — 1,5; для III зони — 1,2; для IV зони — 0,7 мг·л^-1.

Органолептичні властивості води характеризуються: 1) запа­хом, смаком, забарвленістю, прозорістю, каламутністю; 2) вміс­том хімічних речовин, що впливають на органолептичні якості води.

Прозорість води, тобто здатність пропускати світло, зале­жить від кількості в ній завислих часток мінерального та орга­нічного походження. Воду вважають прозорою, якщо через 30-сантиметровий шар її можна читати шрифт певного розміру.

Каламутність питної води не повинна перевищувати 1,5 мг·л^-1.

Забарвленість води обумовлена наявністю у ній гумінових речовин, а для відкритих водойм — розмноженням водоростей (цвітіння води). Вона вимірюється у градусах інтенсивності за­барвлення і не повинна бути більшою за 20.

Смак та запах води залежить від наявності у ній органічних речовин рослинного походження та продуктів їх розпаду. Вони можуть надавати воді землистого, мулистого, трав'янистого та болотного смаку і запаху. При гноєнні органічних сполук вода має гнилісний запах. Присмак та запах глибоких підземних вод створюються розчиненими у них мінеральними солями та газа­ми, наприклад, сірководнем.

Інтенсивність запаху та смаку води вимірюється у балах за п'ятибальною системою (дуже слабкий — 1 бал, слабкий — 2, помітний — 3, виражений — 4, дуже сильний — 5). Запах та смак питної води не повинні перебільшувати 2 балів.

Питна вода з температурою 8—12°С справляє найкращий ефект щодо задоволення спраги та стимулює функцію апарату травлення.

Органолептичні якості води значною мірою залежать від якісного та кількісного складу хімічних речовин, що зустрічаються у природних водах або забруднюють їх внаслідок різних причин.

Ці речовини також нормуються державним стандартом на питну воду. Так, водневий показник (рН) допускається від 6,0 до 9,0. Сухий залишок, що характеризує мінералізацію води, повинен бути не більше за 1000 мг·л^-1. Загальна твердість, яка зумовлена вмістом у воді кальцію і магнію, не повинна перебіль­шувати 7,0 мг-екв·лг^-1. Вміст заліза у воді не повинен перебіль­шувати 0,3 мг·л^-1, марганцю — 0,1, міді — 1,0, поліфосфатів — 3,5, сульфатів — 500,0 хлоридів — 350, цинку — 5,0 мг·л^-1.

Основними джерелами водопостачання є підземні води та відкриті водойми. Після відповідної обробки можна також пити дощову, снігову та морську воду.

Підземні води утворюються внаслідок фільтрування води че­рез грунт і накопичення її у водопроникних породах (пісок, гравій, вапняк), нижче яких розміщуються водотривкі породи (глина, граніт).

Підземні води, що знаходяться на першому водоносному го­ризонті від поверхні землі, називаються ґрунтовими, їх глибина коливається від 1—2 до декількох десятків метрів. Звичайно грунтові води, з глибини 5—6 м і більше не містять у собі пато­генних мікроорганізмів. Але за деяких обставин виникає реаль­на загроза бактеріального забруднення ґрунтових вод. Якщо пі­дземні води знаходяться між двома водотривкими шарами — їх називають міжшаровими. При бурінні свердловини у міжпластовому горизонті, що має ухил, вода може підніматися. Це так звані напірні, або артезіанські води. Міжпластові води можуть виходити на поверхню як джерело.

Артезіанська вода — найкраща для пиття. Однак і вона пот­ребує постійного санітарного нагляду, оскільки існує вірогідніс­ть її забруднення збудниками інфекцій (і, у першу чергу, киш­кових), а також різними хімічними речовинами внаслідок випус­ку стічних вод промисловими підприємствами. Таке забруднен­ня може статися внаслідок притоку зараженої води з шарів, що лежать вище, з тріщин у водотривких породах, через занедба­ність шахти, негерметичність обладнання гирла свердловини, при затопленні ЇЇ паводковими водами.

Після артезіанської та джерельної вод за якістю стоїть ґрунто­ва вода. Для її використання будують шахтні криниці та трубчасті колодязі. Щоб запобігти забрудненню підземних вод при експлуа­тації водозаборів, слід дотримуватися таких гігієнічних вимог:

• місце обладнання шахтного або трубчастого колодязя має бути вище за рельєфом місцевості і якомога далі від об'єктів, що забруднюють грунт; це місце не повинно за­болочуватися;

• стінки колодязів або джерельний каптаж мають бути водонепроникними й мати цементний (або глиняний) запір, щоб поверхневі води не фільтрувалися поблизу водозабір­них споруд;

• шахтні та трубчасті колодязі повинні надійно закриватися, щоб у них не потрапляло забруднення ззовні.

Місце для шахтного колодязя слід обирати на узвишші не ближче ЗО м від джерел забруднення. Якщо ж останні розташо­вані вище колодязя за рельєфом місцевості, то відстань між ни­ми має бути не менше як 50—100 м.

При будівництві шахтних колодязів бажано дійти до друго­го водоносного горизонту. Бічні стінки дна шахти закріплюють­ся водонепроникними матеріалами (залізобетонними кільцями, цеглою, дерев'яним зрубом). Над поверхнею землі стінки коло­дязя повинні підніматися не менше як на 0,8 м.

Найгігієнічнішим засобом підняття води з колодязя слід вва­жати ручні та механічні насоси. При відсутності останніх слід користуватися колективним відром.

Для трубчастих колодязів вказані вимоги трохи пом'якшу­ються, оскільки їх конструкція, з гігієнічної точки зору, більш надійна.

Відкриті водойма (ставки, озера, річки) утворюються внас­лідок стікання поверхневих вод у низовину. Живляться вони частково й підземними водами. Щодо епідеміологічного стану, то відкриті водойми потенційно небезпечні, оскільки вони мо­жуть забруднюватись ззовні, особливо близько населених пун­ктів та у місцях випуску стічних вод.

Водночас у відкритих водоймах постійно проходять процеси самоочищення; розведення стічних вод, осідання завислих час­ток, мінералізація органічних речовин, відмирання мікробів то­що. Швидкість самоочищення залежить від потужності водойми, ступеню її забрудненості та кількості у воді розчиненого кисню. Виходячи із останнього, широко користуються визначенням у воді біохімічної потреби кисню (БПК), що є цінним показником ступеню забруднення води органічними речовинами та мірилом інтенсивності процесів самоочищення. БПК — це кількість кис­ню, що необхідна для повного біохімічного окислення речовин, які містяться віл води при температурі 20°С. У чистих водой­мах БПК становить 3—6 мг·л^-1.

Санітарне обстеження водопостачання має велике значення для водозабору, визначення місць для спортивно-оздоровчих та­борів, масових купань, наплавних басейнів. Ним передбачено санітарно-топографічне обстеження (огляд на місці); взяття про­би води для дослідження; вивчення рівня захворюваності серед населення та тварин у місцях знаходження джерела водопоста­чання.

При огляді джерела водопостачання основну увагу зверта­ють на виявлення можливих причин забруднення води (стічних вод промислових підприємств, лазень, пралень, туалетів, помий­них ям тощо). Якщо ж водойму передбачається використовува­ти для масового купання та плавання, обстежується грунт і рель­єф берегів та дна з метою виявлення небезпечних місць (ям, об­ривів, виходу холодних джерел тощо).

Швидкість течії води не повинна перебільшувати 0,5—1 м·хв^-1.

У тих випадках, коли воду передбачається використовувати ще й і для пиття, слід обстежити місце забору води.

Величезна роль надається очищенню та знезаражуванню води.

Очищення води — це звільнення від завислих у ній часток, що дає змогу покращити ЇЇ якість (усунення каламутності і забарвлення). Очищення можна здійснити відстоюванням та фільтруванням, але це потребує багато часу і не дає бажаного ефекту. Тому для цього найчастіше використовують коагуляцію за допомогою сірчанокислого алюмінію — Аl₂(5О₄)₃ (глинозем). Коагулянт зв'язується з солями кальцію і магнію, утворюючи гідрат оксиду алюмінію — Аl(ОН)₃, який у вигляді пластівців осі­дає на дно. Після коагуляції воду фільтрують.

Знезараження води спрямоване на знищення у ній мікроорганізмів. Для цього воду переварюють, хлорують, озонують, обробляють ультрафіолетовим промінням тощо.

При переварюванні води протягом 5—10 хв гинуть майже всі мікроби, але цим способом не можна знезаражувати велику кількість води.

Хлорування води — найбільш поширений спосіб її знезара­ження. Він ефективний, простий і економічний. На водопровідних станціях та у плавальних басейнах воду хлорують газоподібним хлором за допомогою спеціальних приладів — хлораторів, що здатні забезпечити необхідне дозування та безперервне подання хлору. При попаданні у воду хлор утворює хлорноватисту кисло­ту, що швидко розкладається на вільний хлор та кисень, які згуб­но діють на мікроби, причому хлор тут відіграє головну роль.

При хлоруванні води на знищення мікробів йде незначна частка хлору, а решта зв'язується із завислими у воді частками, вступає у реакцію з органічними речовинами та йде на окислен­ня неорганічних. Все це визначає хлоропоглинання води. Вона тим вище, чим більше у воді домішок.

При введенні у воду хлору кількість, якого перевищує її хлоропоглинання, утворюється залишковий хлор. Необхідну для знезараження води кількість хлору, називають хлоропотребою води.

Згідно з державним стандартом на питну воду, оптимальною дозою хлору є така, яка при контакті з водою протягом 30 хв за­безпечує вміст у ній 0,3—0,5 мг·л^-1 залишкового хлору. Така концентрація залишкового хлору у воді свідчить про надійне знезараження її, нешкідлива для здоров'я і не погіршує органолептичних якостей.

Озонування води здійснюється за допомогою озону, який пропускають через неї. При цьому озон розкладається до ато­марного кисню (О₃ ® О₂ + О), що згубно діє на мікроорганіз­ми. Крім того, озон покращує фізичні якості води. З гігієнічної точки зору, озонування є одним з кращих методів знезараження води. При цьому зменшується забарвленість води, зникають зайві запахи та присмаки, вода набуває приємного блакитного відтінку і сприймається як джерельна.

Доза озону, необхідна для знезараження води, становить 0,5—6 мг·л^-1, тривалість озонування — 3-5 хв.

Знезараження води ультрафіолетовими променями здій­снюють у спеціальних бактерицидних установках, де вода (тон­ким шаром) протікає між штучними джерелами ультрафіолето­вої радіації.

Найефективнішими виявилися промені з довжиною хвилі 250—260 нм, які здатні проникати через 25-сантиметровий шар прозорої води. Разом з тим каламутність і особливо забарвле­ність та вміст заліза зменшують проникність води для бактери­цидних променів.

Очищення та знезараження води у польових умовах має певні особливості. Для цього використовують коагулянти (сірча­нокислий алюміній) та прості фільтри. Найчастіше воду переварюють або хлорують хлорним вапном, якість якого зале­жить від вмісту в ньому активного хлору, тобто хлору, що справляє знезаражуючу дію. Вміст активного хлору має бути не менший за 15 %. Для цього вапно зберігають у закритій ємкості, у сухому прохолодному й темному місці.

Хлорування води у польових умовах може здійснюватись нормальними дозами (якщо раніше вода була очищеною) та підвищеними дозами, тобто перехлоруванням (якщо є підозра на значне її забруднення).

Для хлорування нормальними дозами потрібна така кіль­кість вапна, щоб залишковий хлор становив 0,3—0,5 мг·л^-1 за 30 хв контакту води з хлором улітку і за 1—2 год узимку.

При перехлоруванні доза хлору береться великою — 8—20 мг активного хлору на 1 л води. Для усунення залишко­вого хлору додають гіпосульфіт і воду фільтрують.

Якість питної води залежить від системи водопостачання, яка може бути місцевою і централізованою. Перша більш поши­рена у сільській місцевості. Воду беруть із шахтних і трубчастих колодязів та криниць. Централізоване водопостачання здійсню­ється за допомогою водопроводу. Він являє собою систему спо­руд для добування, очищення, знезараження та доставки води до споживача.

Для забезпечення високої якості водопровідної води (окрім очищення та знезараження) величезне значення має санітарна охорона від забруднення джерел водопостачання, тобто здій­снення цілого комплексу екологічних заходів.

Місце забору води на річці має бути вище джерел заб­руднення, глибина забору воли — не менша ніж 2,5 м. Вода по трубах повинна надходити у приймальний колодязь, звідки за допомогою насосів першого підйому подаватися на очисні спо­руди водопровідної станції. Після очищення та знезараження вода надходить у резервуар чистої води, а звідти насосами дру­гого підйому подається у водопровідну мережу.

Для захисту джерел водопостачання навколо них створюють санітарко-захисні смути (зони).

Перша смуга, або зона суворого режиму — це ділянка дже­рела водозабору, та територія, де розташовані основні споруди водопроводу; насосні станції, водоочисні споруди, резервуари чистої води. Цю територію огороджують та охороняють. Про­живання там неприпустиме. У службових приміщеннях слід дотримуватися чистоти, персонал повинен регулярно обсте­жуватись на бацилоносійство та дотримуватись правил особис­тої гігієни.

Режим першої смуги спрямований на те, щоб не допустити випадкового або зловмисного забруднення води у найбільш важ­ливих ділянках водопроводу.

Друга смуга, або зона обмеження, це територія вища за те­чією від місця забору води (на великих річках — до 20—30 км, на середніх — до 30—60 км). На малих річках зона обмеження включає увесь басейн річки.

У другій смузі санітарної охорони забороняється або різко обмежується випуск побутових та промислових стічних вод, ку­пання, напування худоби, прання білизни.

Територію, суміжну з зоною обмеження, називають третьою смугою або зоною спостереження, у ній ведуть спостереження за рівнем захворюваності населення.