Питьевая вода: гигиенические требования

Питьевая вода: гигиенические требования

Вода является важным элементов окружающей среды, который влияет на здоровье и деятельности людей, лежит в основе создания жизни.

Значение гидросферы

Значение гидросферы
Гидросфера

Наша планета считается водной. На Земле в 2,5 раза больше водного пространства, чем территории суши. Океаны составляют  ¾ поверхности планеты, толщина которого более 4 км. Все на Земле когда-либо ощущало действие воды. Она легла в основу строительного материала для создания и развития жизни.

Только воду можно встретить в 3 агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. При  переходе в твердое состояние вода расширяется на 10%, а максимальная ее плотность наблюдается при 4 градусах. Из-за этого явления водоемы не замерзают полностью в зимнее время.

Если температура подымается выше 38 градусов, то молекулы воды начинают разрушаться, они становятся более реакционными и могут разрушать нуклеиновые кислоты. Наверное, поэтому температура человеческого тела равна 36,6 градусов.

Под гидросферой понимают всю воду на Земле: реки, озера, подземные воды, океаны и ледники. В ней постоянно происходит круговорот воды. В атмосфере влага переносится вместе с воздухом и выпадает в виде атмосферных осадков. Океаны испаряют большое количество воды, за счет огромной площади. Так же морские течения переносят большие массы воды. Именно они отвечают за образование климата. Подземные воды так же участвуют в круговороте воды. Большинство пресной воды расположено в верхней части земной коры.

Гигиеническая характеристика и санитарная охрана источников водоснабжения

Хозяйственно-питьевыми источниками являются подземные воды, поверхностные и  атмосферные.

К подземным водам относятся:

  • грунтовые воды на водоупорном ложе без водоупорной кровли;
  • межпластовые воды с водоупорным ложем и кровлей:
  1. безнапорные воды образуются при наличии пустоты между кровлей и ложем;
  2. напорные (артезианские) – если все пространство заполняет вода.

Поверхностные воды образуются из рек, озер и водохранилищ. Самыми гигиеническими считают межпластовые воды. Водные пласты надежно защищены и имеют отличные органолептические свойства, а так же почти не содержат бактерий. В межпластовых водах максимальное количество солей кальция и магния, которыми они выщелачивают с помощью углекислоты из почвы. Однако состав межпластовой воды не всегда оптимален.  В них может быть большое количество соли, тяжелых металлов и микроэлементов. Ко всему прочему может добавиться повышенная радиоактивность.

Гигиеническая характеристика и санитарная охрана источников водоснабжения
Капля воды

Открытые водоемы получают воду из атмосферных осадков, что влияет на их химическое и бактериальное содержание.  Гидрометеорологические условия  и почва напрямую влияют на важные показатели. Сегодня важным фактором являются близлежащие источников загрязнения.

В состав атмосферных вод входят осадки и ледниковые воды. Они имеют низкую минерализацию, мягкие, обогащены различными газами, прозрачны и не имеют цвета, а так же обладают физиологической неполноценностью. На качество собранной атмосферной воды влияют место и способ сбора, тары для хранения. Перед употреблением ее обязательно очищают и обеззараживают. В районах с плохим водным обеспечением это основной источник питьевой воды. Но долгое употребление атмосферной воды вызывает многочисленные заболевания человеческого организма, так как она имеет скудный минеральный состав.

Приоритет при выборе питьевого водоисточника отдают (по убыванию):

  1. артезианские воды;
  2. межпластовые безнапорные;
  3. грунтовые;
  4. из открытых водоемов.

Гигиеническая характеристика источников воды

При отборе источника и его оценки руководствуются ГОСТ 27.61-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора». В нем предусмотрено разделение  существующих источников на три класса, каждый из которых имеет индивидуальную систему обработки.

Основные требования к природному источнику, используемого для  централизованного водоснабжения:

  • Должен обеспечивать нужное количество воды, учитывая прирост населения и его водопотребления.
  • Для пригодности воды должны использоваться экономические системы.
  • Без нарушений гидрологического режима водоема, обеспечить бесперебойную подачу воды.
  • Должен содержать возможность для создания санитарно-охранной зоны.

Проблемой многих районов нашей планеты является обеспечение пресной воды.  Она распределена неравномерно: большее количество находится в северной части Земного шара. Третья часть жарких районов почти не обеспечены речным водоснабжением. В них трудно обеспечить постоянное водоснабжение, отвечающее современным условиям санитарии и гигиены.

Во второй половине XX века человечество столкнулось с дефицитом пресной воды местах,  не испытывающих недостаток влаги. На Земном шаре все больше становиться источников воды с антропогенным загрязнением. Современная проблема: обеспечение безопасность водоисточников в эпидемиологическом и токсикологическом плане.

Решение проблемы основано на охране источников воды. Сегодня вопросы охраны воды затрагиваются многими специалистами. Воду с одного источника используют различные водопользователи с собственными требованиями к качеству воды. Преимуществом этого является множество разработок для решения вопроса качества воды. Однако достаточно трудно соответствовать потребностям всех пользователей. Надо искать общую методику, которая поможет удовлетворить всех участников. Ранее приоритет отдавался промышленному, энергетическому, мелиорационному секторам и т.д. Сегодня предпочтение отдаются охране воды.

Санитарная охрана водоисточников

Охрана санитарного состояния основана на профилактике. Она должна обеспечивать  безопасность питьевых водоисточников и здоровье людей.

Организация охраны воды возможна по нескольким методам. Долго отдавали преимущество концепции С.Н. Черкинского и А.Н. Сысина. В ее основе лежит оптимизация выбросов и выполнение ПДК. Сегодня оценить настоящую нагрузку водоисточники невозможно: аналитическая база не совершенна, не обеспечен полный мониторинг вод, неэффективные требования ЗСО, невозможно полностью управлять спуском сточных вод, трудно подобрать безопасный источник, отечественные водопроводы создают низкий барьер.

На сегодняшний день используются другие концепции в природоохране. В основе лежит две модели: директивно-экономическая (ДЭМ) и техническое нормирование (МТН).

Первая основана на введении жестких лимитов загрязняющих выбросов. Она требует строительство дорогих очистительных станций, что значительно снижает рентабельность всего производства.

В конце прошлого века ввели плату за выбросы. Оплата нормативных сбросов включалась в себестоимость продукции, а сверхлимитные выбросы наказывались штрафами и вычитались из прибыли. Экологическо-гигиеническое нормирование имело сильно жесткие требования, выполнение которых было невозможно в условиях производства.

Недостатком ДЭМ оказалось то, что все водоохранные мероприятия внедрялись на завершительной стадии технологий. Сперва появлялись загрязнения, а потом их утилизировали. ДЭМ является профилактикой,  в основе которой лежит гигиеническое нормирование.

Более перспективной считается МТН, которая борется с загрязнениями в самом источнике образования. Метод ориентируется на «наилучшее существование технологии» (НСТ).

Широко этот метод используется в Швеции. Специальные консультанты из специализированных фирм подбирают оптимальную НТС. Выбор основывается на экологическом аудите. Выбор НСТ должен быть обоснован системным анализом материальных и энергетических потоков, качеством готовой продукции и первоначальном сырье.

Обосновывает оценку Национальный правоохранительный суд страны. В Швеции отработан полный механизм эколого-гигиенического заключения для любого производства.

Физико-гигиеническое значение воды

Физико-гигиеническое значение воды
Формула воды

Вода и воздух являются основным источниками жизни. Вода составляет основу человеческого организма. Люди созданы из нее. Органы и ткани имеют различное процентное воздержание воды. Максимально водоемкой в человеческом организме считается кровь – более 90%. В почках содержится 82% воды, в костях – 28%, а минимальное значение у зубной эмали – 0,2%.

Вода так же растворяет питательные вещества, которые попадают из пищеварительной системы.

Вода и соли поддерживают осмотическое давление тела – важная постоянная человека.

Вода обеспечивает кислотно-щелочное равновесие.

С помощью воды происходит обмен минералами и жидкостями. За 24 часа в организме образуется до 400 мл воды.

От воды зависит пластичность и объем тканей и органов. Наиболее подвижным резервуарам считается кожа.

Организму человека нужно систематическая подача воды и ее выведение.

Потребность воды  зависит от климата проживания, профессии и характера работы, принимаемой пищи, возраста и т.д. Здоровый человек при незначительной нагрузке в умеренном климате должен потреблять около 3 л.  воды за сутки.

Питьевая вода — питательное вещество: в ней растворены микроэлементы, минеральные и органические соединения.  Минеральные воды пользуют при заболеваниях различных систем человеческого организма и патологий органов.

При температуре воздуха 30-32градуса нужно потреблять до 6 литров воды, а если при этом заниматься тяжелым физическим трудом – 12 литров. Нужно быть внимательным к качеству воды и ее содержимому.

Вода участвует в теплообмене организма. Она имеет высокую теплопроводность и теплоемкость, что позволяет ей поддерживать постоянную температуру организма. При высокой температуре воздуха тепло отдается за счет испарения с кожных покровов.

Отказаться от воды нельзя. Без нее человек будет жить чуть больше недели. Ее снижение на 3% оказывает значительное влияние на трудоспособность человека, а 20% приведет к гибели.

Вода смягчает микроклимат при сильных морозах и жарком лете. Благодаря ей растут зеленые насаждения. Архитекторы с удовольствием используют ее в дизайне городов.

Вода – основа массовых инфекций

При использовании недоброкачественной воды, могут возникать инфекции. Водный фактор сильно влияет на распространение острых кишечных инфекций, глинистого инвазии, вирусных болезней, тропических трансмиссивных заболеваний.

Фекалии животных и хозяйственно-бытовые сточные воды являются главным резервуаром в природе для кишечных вирусов, патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов.

Водные эпидемии в большей степени наблюдаются в странах третьего мира с низким уровнем жизни. Но и развитые страны локально страдают от проявления кишечных инфекций.

Вода предает инфекционные заболевания. Например, холера, которая имела шесть пандемий. Последняя седьмая зафиксирована в 1971 году.

Причинами холеры последних лет являются:

  • несовершенные системы водоснабжения;
  • нарушенные условия карантина во многих странах;
  • повышенная миграция людей;
  • возможность быстрой доставки грязных продуктов и воды по морским и воздушным путям;
  • распространенное носительство штампа Эль-Тор

По водным путям переноситься брюшной тиф. Почти все крупные морские города страдали от эпидемий брюшного тифа. Только централизованное водоснабжение смогла решить вековую проблему.

Доподлинно известно, что вода выступает источником дизентерии разных видов. Существует возможность подцепить легионеллы при попадании водяной пыли в воздушные пути организма, что приводит к воспалению легких. Распространенными являются антропозоонозы, которые проникают через кожный покров. Человек заражается во время купания.

Выделение больных грызунов в воде приводит к туляремии. Это болезнь работников сельского хозяйства и скотоводов, которые речную воду.

Водным путем распространяется туберкулез, сибирская язва, бруцеллеза, эризипилоида и другие инфекции.

Неочищенная и необезвреженная вода может оказаться носителем вирусных заболеваний. Вирусы очень стойкие в окружающей среды. Наиболее изучен инфекционный гепатит, вспышки которого связаны с плохим водоснабжением.

Очаги болезней образуются в местах большого употребления воды из рек и колодцев.

Особо следует отметить вирусную диарею. В бассейнах можно заразиться фарингоконъюнктивальной лихорадкой, ринитом, конъюнктивитом, вирусом ЕСНО.

Основные причины передачи инфекций и бактерий через воду в странах с минимальным развитием:

  • питьевая вода контактирует с ногами человека при наборе воды;
  • ритуальное омовение;
  • религия не разрешают употреблять колодезную воду;
  • в приготовлении пищи используют сырую воду.

Уже давно установлена прямая зависимость заболеваемости и смертности людей от качества употребляемой воды.

Стандартизация качества воды

Основные гигиенические требования к качеству питьевой воды:

  • эпидемическая безопасность;
  • отсутствие радиоактивности;
  • химическая безопасность;
  • хорошие физические и органолептические свойства.

Все они описаны в СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

В каждой стране существуют документы,  в которых предусмотрена эпидемиологическая безопасность и отсутствие в воде различных факторов риска.

Нововведением  для наших стандартов стала вирусологическая и паразитарная безопасность. Паразитарная опасность определяется существованием цист лямблий, а вирусологическая – по колифагам. При их обнаружении проводятся повторные взятия пробы с выяснением азотной группы. При повторном отклонении от нормы  исследуют наличие вирусов и патогенную флору.

Индикаторами патогенной флоры являются клостридии, стойкие к хлору. Это технологический показатель оценки эффективной очистки.

Радиационная опасность определяется по общему количеству радионуклидов. При повышении общей радиационной активности определяется индивидуальная концентрация каждого вида: альфа-радиоактивности и бета-радиоактивности.

Безопасность химического состава предусмотрена нормативам:

  • Общие содержанием химических веществ, встречающихся на территории РФ, включая глобальные антропогенные вещества (минерализация, жесткость, нефтепродукты фенольный индекс и т.д.).
  • Количество химических веществ, попавшие в воду благодаря хозяйственной деятельности человека (алюминий, никель, бор, железо, стронций, хром, хлориды, ДДТ и т.д.).
  • Количество опасных веществ, оказавшихся в воде после очистки (хлор, хлороформ, формальдегиды, полифосфаты и др.).

Оценка химического состава на токсикологическую опасность отличается от эпидемиологической. Вода может содержать опасную концентрацию какого-либо вещества. Специалисты обращают внимание на вещества, мигрирующие через процессы очистки, токсичные, которые кумулируют и создают биологические эффекты:

  • токсичные металлы;
  • полициклические ароматические углеводы — ПАУ;
  • хлорорганические соединения – ХОС;
  • пестициды.

Контролю поддаются органолептические свойства воды: запах, привкус, цветность и мутность. Некоторые значения согласовывают с санитарно-эпидемиологической службой.

Гигиеническая оценка качества питьевой воды

Гигиеническая оценка качества питьевой воды
Оценка качества питьевой воды

Водоисточник должен обладать приятными эстетическими показателями. Человек дает косвенную оценку воде по физическим и органолептическим свойствам.

Температура влияет на содержание кислорода и говорит о чистоте подземного источника. Что бы вода могла утолить жажду и подарить чувство свежести, ее температура должна быть 7-12 градусов. Более низкие значения вызовут простудные заболевания, а высокие – усилят моторику кишечника.

Вода не должна чем-либо пахнуть. Запах нарушает вкусовые ощущения и говорит об эпидемиологическом загрязнении.

На вкус оказывают влияние солевой и газовый состав, а так же температура. Самой вкусной считается родниковая и колодезная вода.

Наличие органических веществ определяется суммарно. Органические вещества могут образовываться в водоеме или попадают туда из вне. Основным внешним источником становятся промышленные отходы и бытовой мусор. Косвенным показателем считается окисляемость воды – нужное количество кислорода для окисления органических веществ. Этот показатель не говорит про загрязнение воды, он указывает на наличие в ней органических соединений.

На количество растворенного кислорода влияет температура, давление, поверхностная площадь, флора и фауна, антропогенные загрязнения. Показатель говорит про чистоту водоема.

БПК – биохимической потребности в кислороде. В санитарии пользуются не количественным числом кислорода, а его расходом за определенный промежуток времени при содержании воды в герметичном сосуде. Большой расход свидетельствует о большом содержании органических веществ и повышенном уровне загрязнения.

Солевой состав воды влияет на вкусовые характеристики. Пресная вода должна содержать не более 1000 мг/л. Вода на поверхности земли и под ней  имеет различную степень минерализации. Про количество солей говорит и жесткость воды. Продолжительное время ее рассматривали только в хозяйственно-бытовых нуждах. Сегодня изучать влияние соли из питьевой воды. Высокая минерализация в жарких климатических условиях приводит к повышенному употреблению солей (до 70%). Изменяется водно-солевой обмен, возникает гидрофильность тканей, появляются расстройства пищеварительной системы, повышает вероятность мочекаменной болезни. С другой стороны длительное употребление дистиллированной воды приводит так же к нарушению водно-солевого баланса, а в кровь поступает много Na, что влечет сердечно-сосудистые заболевания.

Обеззараживания и консервации воды, их гигиеническая оценка

Подача высококачественной  чистой воды является социальной и гигиенической проблемами. Сегодня многие источники загрязнены, что создает нехватку питьевой воды. Эпидемиологическая угроза весит над 2/3 территории РФ, где не соблюдаются надлежащим образом гигиенические требования к питьевой воде.

Обеззараживание воды является основой профилактики эпидемий.

На вооружении следует иметь эффективные средства консервации и обеззараживания воды в случаях стихийных бедствий, эпидемий, аварий и вооруженных конфликтов. Есть множество способов очистить воду. Все они имеют положительные и отрицательные. На практике все способы условно разделяют на химические, физические и комбинированные.

При химических методах используют реагенты:

  • хлорирование;
  • озонирование;
  • использование серебра;
  • йодирование;
  • с помощью меди и др.

Первые два способа более распространенные, а остальные используются для очистки небольшого количества воды. Хлорирование имеет следующие достоинства:

  • широкий спектр антимикробного действия;
  • не дорогой;
  • простой;
  • возможность оперативного контроля.

Недостатками хлорирования считаются:

  • токсичность хлора;
  • воздействует только на вегетативные формы;
  • ухудшение органолептических показателей и денатурация.

Озонирование считается альтернативой хлорирования. Имеет более широкий спектр дезинфекции, улучшает физические и органолептические свойства воды, возможность полного контроля.

При физических методах обеззараживания не используют реагенты:

  • использование ультрафиолетового излучения;
  • использование ионизирующего излучения;
  • использование ультразвуковых колебаний;
  • использование высоких температур;
  • использование высоковольтные и низкоэнергетические импульсные электрические разряды.

Методы сохраняют природные свойства воды, не существует опасность передозировки, простая эксплуатация, высокая производительность, полная автоматизация.

Сегодня распространен абсорбционный метод с использованием активированного угля. Он наиболее дешевый и задерживает большую часть органических веществ.

Существуют синтетические и природные сорбенты с повышенной сорбционной способностью. Однако они направлены на устранение определенных органических соединения.

Комбинированные методы очистки воды имеют более широкое применения, считаются наиболее эффективными и безопасными.