Современное состояние систем водоснабжения

    Таким образом, одним из основных источников антропогенного воздействия на водоисточники является сброс недостаточно очищенных или просто неочищенных сточных вод от жилищно-коммунального комплекса.

    В дополнение  к техногенным нагрузкам на поверхностные источники питьевого водоснабжения появляются антропогенные загрязнения от коммунальных служб.

Загрязнения, поступающие в организм с питьевой водой, провоцируют возникновение  многих заболеваний. Влияние некоторых  ингридиентов состава питьевой воды на здоровье человека можно проследить на основании данных таблицы 1.

                                                                           Таблица 1

    Перечень вредных веществ, которые могут содержаться в питьевой воде, их источников и характер воздействия на организм человека

Группа веществ	Вещества	Источники	Воздействие на организм
Неорганические компоненты
	алюминий	Водоочистные сооружения, цветная  металлургия	Нейротоксическое действие, болезнь Альцгеймера
	барий	Производство пигментов, эпоксидных смол, обогащение каменного угля	Воздействие на сердечно-сосудистую и  кроветворную(лейкозы) системы
	бор	Цветная металлургия	Снижение репродуктивной функции  у мужчин, нарушение ОМЦ у женщин, углеводного обмена, активности ферментов
	кадмий	Коррозия труб с гальваническим покрытием, красильная промышленность	Увеличение кардиоваскулярной заболеваемости, нарушение течения беременности и родов, повреждение костной  ткани
	мышьяк	Плавильная, стекольная, электронная  промышленность, фруктовое садоводство	Нейротоксическое действие, поражение  кожи, онкологические заболевания
	натрий	Шахтные, ливневые воды	Гипертензия, гипертония
	никель	Гальваника, химическая промышленность, металлургия	Поражение сердца, печени
	нитраты, нитриты	Животноводство, удобрения, сточные  воды	Рак желудка
	ртуть	Протравка зерна, гальваника, электродвигатели	Нарушение функции почек, нервной  системы
	свинец	Тяжелая промышленность, пайки, водопроводы	Поражение почек, нервной системы, органов  кровотечения
	хром	Горнорудная промышленность, гальваника, электроды, пигменты	Нарушение функции печени, почек
	цианиды	Пластики, электроды, горнорудная промышленность, удобрения	Поражение нервной системы, щитовидной железы
	фтор	Природная вода	Флюороз скелета и зубов
Органические токсиканты
	четыреххлористый углерод	Растворители, побочный продукт хлорирования воды	Мутагенное действие
	хлорированные этилены	обезжириватели металлов, химчистка, растворители	Мутагенное действие, частично ОЗ

 

 

 

 

    Высокое содержание хлоридов и сульфатов (больше 5 ПДК) в питьевой воде определяет повышенный уровень заболеваемости желче- и мочекаменной болезнью, заболеваемость сердечно-сосудистой системы.

    Существующие технологии водоподготовки не отвечают современному уровню загрязнения водоисточников. Для улучшения качества воды требуется отказ от ее предварительного хлорирования, применение сильных окислителей (перекиси водорода, озона), новых коагулянтов и флокулянтов, новых фильтрующих материалов.

Критерии  качества воды

Достоверность и надежность критериев качества воды зависит от нескольких факторов:

1. Основополагающей  концепции нормирования качества  воды

2. Цели использования  природной воды:

·     Для питьевого водопотребления

·     В качестве приемника сточных  вод

·     Для нужд сельского хозяйства  и отраслей промышленности

·     В качестве рекреационного объекта

·     Для разведения рыб и гидробионтов

    Очевидно, что по мере развития человеческого общества основополагающая концепция  должна эволюционировать в связи с необходимостью давать ответы на новые вопросы и проблемы.

Основные  факторы, определяющие выбор стандартов качества питьевой воды.В качестве первых санитарно – гигиенических характеристик пресной воды использовались органолептические показатели, которые были основаны на интенсивности восприятия органами чувств физических свойств воды. В настоящее время в эту группу в качестве нормативных характеристик входят:

·     Запах при 20оС и подогреве до 60оС, балл

·     Цветность по шкале, градус

·     Прозрачность по шкале, см

·     Мутность по стандартной шкале, мг/дм3

·     Окраска окрашенного столбца (отсутствие водных организмов и пленки)

    В качестве фундаментальной основы для разработки ПДК всех видов загрязняющих веществ используется концепция порогового воздействия токсикантов на организм. При проведении систематических биогеохимических исследований было установлено наличие трех  областей на кривой функциональной зависимости между дозой (концентрацией токсического вещества) и эффектом (негативными последствиями на организм):

·     При малых количествах потребления  токсиканта либо безвредно для организма, либо стимулирует его жизнедеятельность

·     В области средних концентраций существует оптимальный диапазон, в  котором организм способен регулировать взаимодействие с окружающей средой

·     Дальнейший рост концентрации вещества в воде может стать причиной подавения жизнедеятельности организма.

    Для обеспечения качества воды в водоисточниках и системах водопотребления используется ряд нормативных документов, основанных на значениях ПДК, из которых главными являются следующие:

·     ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические  требования и контроль за качеством».

·     ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного  хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».

·     «Санитарные нормы предельно-допустимого  содержания вредных веществ в  воде водных объектов хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового использования» СанПиН 42-121-4130-88.

·     «Санитарные правила и нормы  охраны поверхностных вод от загрязнения». СанПиН 4630-88

·     «Водный кодекс РФ», 1997 год

 

                            Современное состояние систем водоснабжения

    До 50% речного стока Мира ежегодно подвергается антропогенному воздействию, в том числе в результате сброса – 420 км3 сточной жидкости. В настоящее время 100 млн человек потребляет питьевую водк с высоким содержанием очищенных сточных вод. В России, в 1992 году в поверхностные водоисточники было сброшено 13,4 км3 сточных вод, из которых только 7% было очищено до нормативного уровня, а 10% не подвергалось очистке. По мнению гигиенистов, региональные особенности качества питьевых вод РФ определяется следующими основными факторами:

·     качеством воды используемых водоисточников

·     технологиями и режимами водообработки

·     санитарно-техническим состоянием водоразводящих сетей

·     уровнем контроля за качеством

·     объемы инвестирования на предотвращение загрязнения водоисточников и модернизацию водоочистных сооружений

·     эффективность профилактических мероприятий

    К началу 90-х годов на территории РФ насчитывалось 60000 централизованных водопроводов, из которых 13% не отвечали тредованиям нормативных документов.

                                                                        Таблица 2

    Санитарно-гигиенические показатели централизованных систем водоснабжения в регионах России на 1993 год

 

число проб не отвечающие требованиям ГОСТа, %  по:

число водопроводов, не соответствующих  нормативам, %    Из-за отсутствия

 

№ п/п, регион	Санитарно-химические показателям	Бактериологи-ческим показателям	Зон санитарной охраны	Комплекса очистных сооружений	Обеззаражи-вающих установок	Всего
РФ в среднем	20,5	8,5	15,6	13,2	7,3	29,3
Калининградский	31,5	10,9	63,9	85,1	27,8	97,2
Дальневосточный	44,5	12,8	22,8	26,8	18,9	46,5
Северо-Западный	13,3	6,0	12,2	3,9	15,5	32,4
Северо-Кавказский	16,9	9,0	13,2	10,6	10,6	25,3
Западно-Сибирский	16,5	7,8	17,4	19,0	7,7	29,6
Волго-Вятский	17,4	8,5	17,3	2,3	4,6	27,4

Уральский	22,5	7,6	14,6	10,1	4,0	24,9
Центральный	23,7	9,8	9,7	8,4	9,9	21,0

 

 

                       Системы критериев качества пресной воды

    С учетом изложенного выше, возникает необходимость нормирования качества не только питьевой воды, но и сбрасывания сточной жидкости С этой целью в проектной документации используется гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения с использованием четырех критериев вредности: органолептический, токсикологический, общесанитарный, и бактериологический (Таблица 3). Четыре градации свидетельствуют о различных возможностях их эксплуатации в зависимости от индекса загрязнения:

·     0, без ограничений

·     1, умеренное загрязнение и частичное  нарушение водоиспользования

·     2, характерен для водоемов с чрезвычайно  высокой степенью загрязнения, где  даже кратковременный контакт с  водой имеет неблагоприятные  последствия для здоровья человека

·     4, по существу, эти воды соответствуют  сточной жидкости.

    Водоем  считается загрязненным в результате сброса сточных вод, если происходит изменение качества воды выше пункта водоиспользования на расстоянии 1 км, которое не соответствует санитарным правилам и нормам (СанПиН) «Гигиенические требования к качеству воды хозяйственно-питьевого снабжения» и ГОСТа «Вода питьевая. Контроль качества».При разработке нового ГОСТа «Вода питьевая. Контроль качества», в котором учитывались рекомендации ВОЗ о необходимости нормирования по 100 приоритетным показателям, было также проведено группирование характеристик воды по 5 критериям вредности (Таблица 3).

                                                                    Таблица 3

                          Дифференцированные показатели качества питьевой воды

Гигиенические характеристики воды	Интегральные показатели	Расчетные комплексные показатели
Органолептические	·     запах ·     привкус ·     мутность ·     цветность	Отсутствует
Содержание неорганических компонентов	Сухой остаток соли жесткости   Общая щелочность,   рН	S долей ПДК для металлов, S долей ПДК для различных форм биогенных элементов, S долей ПДК для хлор- и сульфат-ионов, Индексы коррозионной активности
Содержание органических компонентов	Общий (органический и неорганический) углерод	S долей от ПДК иных веществ однонаправленного биологического действия
Содержание радиоизотопов	Объемная a-радиоактивность, объемная b-радиоактивность	Эквивалентная поглощенная доза за счет потребления питьевой воды
Биологическая активность	Суммарная мутагенная активность, биотестирование  на гидробионтах	Вероятность появления соматических и генетических эффектов у отдельных  групп населения

    Из приведенного выше следует, что ПДК является одной из частных форм выражения экологического риска при постоянной интенсивности воздействия токсических соединений на организм.

 

                     Основные источники загрязнения питьевой воды.

    Коммунальные стоки - содержат как химические, так и микробиологические загрязнения и представляют серьезную опасность. Содержащиеся в них бактерии и вирусы являются причиной опасных заболеваний: сыпного тифа и паратифа, сальмонеллеза, бактериальной краснухи, эмбрионов холеры, вирусов вызывающих воспаления околомозговой оболочки и кишечных заболеваний. Такая вода может быть переносчиком яиц глистов (солитеры, аскариды и власоглавы). В коммунальных стоках присутствуют также токсичные детергенты (моющие вещества), сложные ароматические углеводороды (САУ), нитраты и нитриты.

    Промышленные стоки- в зависимости от отрасли промышленности могут содержать практически все существующие химические вещества: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, органические растворители (ксилол, бензол, толуол), упомянутые выше (САУ) и т.н. особо токсичные стоки. Последняя разновидность вызывает мутагенные (генетические), тератогенные (повреждающие плод) и канцерогенные (раковые новообразования) изменения. Главные источники особо токсичных стоков: металлургическая промышленность и машиностроение, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, цементно-асбестовое производство и лако-красочая промышленность. Парадоксально, но источником загрязнения является также сам процесс очистки и водоподготовки.

    Коммунальные отходы. В большинстве случаев, там, где нет сети водоснабжения нет и канализации, а если и есть, то она (канализация) не может полностью предотвратить проникновению отходов в грунт и, следовательно, в грунтовые воды. Поскольку верхний горизонт грунтовых вод расположен на глубине от 3 до 20 м (глубина обычных колодцев),то именно на этой глубине скапливаются "продукты" человеческой деятельности в гораздо более серьезных концентрациях, чем в поверхностных водах: детергенты из наших стиральных машин и ванн, кухонные отходы (остатки пищи), фекалии людей и животных. Конечно же, все перечисленные компоненты профильтрованы сквозь верхний слой грунта, но некоторые из них (вирусы, водо-растворимые и текучие субстанции) способны проникать в грунтовые воды практически без потерь. То, что выгребные ямы и местная канализация располагаются на некотором удалении от колодцев ничего не значит. Доказано, что грунтовые воды могут при соблюдении некоторых условий (н.п. легкий уклон) перемещаться в горизонтальной плоскости на несколько километров!!!

    Промышленные отходы. В грунтовых водах присутствуют в несколько меньших количествах, чем в поверхностных водах. Большинство этих отходов направляются прямо в реки. Кроме того, промышленные пыль и газы, оседают непосредственно или в соединении с атмосферными осадками и накапливаются на поверхности почвы. растениях, растворяются и проникают вглубь. Поэтому никого, кто профессионально занимается очисткой воды, не удивит содержание тяжелых металлов и радиоактивных соединений в колодцах, расположенных вдали от металлургических центров -- в Карпатах. Промышленные пыль и газы переносится воздушными потоками на сотни километров от источника эмиссии. К промышленным загрязнениям почвы относятся также органические соединения образующиеся при переработке овощей и фруктов, мяса и молока, отходы пив заводов, животноводческих комплексов. Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов. Накапливание в организме следующих элементов приводит к: