ТЕМА: Выбор источников водоснабжения. Санитарная охрана источников водоснабжения. Семинар по гигиене воды и населенных пунктов
По происхождению и локализации воды бывают трех видов: подземные, поверхностные и атмосферные.
Подземные воды формируются из атмосферных осадков, проходящих через толщу почвы и задерживающихся на водонепроницаемых слоях глины или гранита.По условиям залегания различают грунтовые, межпластовые безнапорные и межпластовые напорные (артезианские) воды.
Грунтовые воды скапливаются на первом от поверхности земли водоупорном слое. Глубина их залегания зависит от местных условий, составляя от 1—2 до десятков метров. Используются для устройства колодцев. Они могут легко загрязняться в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека.
Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями и поэтому более надежно защищены от всех видов загрязнений, хотя и их человек может загрязнить.
Самыми чистыми считаются глубоко залегающие артезианские напорные воды, которые через пробуренную скважину могут сами изливаться на поверхность.
Химический состав подземных вод зависит от химических процессов, протекающих в воде в результате ее фильтрации в разных слоях почвы (растворение, выщелачивание, осаждение, сорбция, ионный обмен) и физико-химических процессов (поглощение веществ из почвы, выделение газов).
В подземных водах обнаружено свыше 70 химических веществ, самые важные из которых — соли жесткости, железо, фтор, реже — бром, бор, бериллий, селен, стронций.
Поскольку эти воды надежно защищены, то при благоприятном химическом составе они наиболее предпочтительны для хозяйственно-питьевого водоснабжения, причем без всякой предварительной обработки. Однако запас этих вод ограничен, их трудно добывать и нередко вода содержит слишком много солей.
Поверхностные воды формируются из атмосферных осадков, стекающих по неровностям почвы и скапливающихся на водоупорных горизонтах в виде рек, озер, водохранилищ, каналов, прудов, морей и океанов.
Поверхностные воды легко подвергаются загрязнениям, особенно в районах крупных населенных пунктов. Они слабо минерализованы, отличаются непостоянством химического состава, содержат много взвешенных частиц и дающих окраску соединений, имеют высокий уровень микробного загрязнения. Расход поверхностных вод колеблется в зависимости от сезона года и погодных условий. В водохранилищах возможно бурное развитие микроскопических одноклеточных водорослей (цветение воды), что ухудшает органолептические свойства воды, она может приобретать аллергенные и даже токсические свойства, если размножаются сине-зеленые водоросли.
Однако поверхностные водоисточники обладают рядом весомых достоинств, которые позволяют широко использовать их для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Достоинства поверхностных водоисточников — огромный запас воды, доступность ее добычи, способность к самоочищению за счет разбавления, осаждения, окисления, воздействия ультрафиолетовых лучей Солнца, причем эффективнее в проточных водоемах (реках, каналах), чем в стоячих (озерах, прудах и водохранилищах).
О чистоте воды в поверхностных водоисточниках судят по флоре и фауне (гидробионтам), которые могут обитать в разных по степени загрязненности водах, что называется их сапробностью (от лат. sapros — гнилостный). Все обитатели водоемов делятся на полисапробные, альфа- и бета-мезосапробные и олигосапробные организмы, а участки водоема, где они обитают, называются соответственно полисапробной, а-мезосапробной, р-мезосапробной и олигосапробной зонами.
Полисапробная зона — самая грязная, так как в ней содержится много органических соединений, мало кислорода, присутствуют продукты распада белка (аммиак, сульфаты, фосфаты и др.). В этой зоне могут обитать анаэробные микроорганизмы, сапрофиты и нитчатые бактерии.
Альфа-мезосапробная зона характеризуется тем, что в ней начинают протекать аэробныепроцессы окисления органических веществ, вследствие чего появляются соли аммония и поселяются сине-зеленые водоросли, но вода все еще остается достаточно грязной.
Бета-мезосапробная зона отличается большим содержанием кислорода, поддерживающим процессы аэробного окисления. Количество микробов уменьшается, появляются инфузории, моллюски, некоторые виды рыб (например, карась). Процессы самоочищения в этой зоне протекают довольно активно.
Олигосапробная зона — зона чистой воды, в которой обнаруживают продукты полного распада белка (нитраты), присутствуют только аэробные микроорганизмы, появляются цветковые растения (кувшинки и лилии, зеленые водоросли), раки, щуки, форель, стерлядь, жук-плавунец.
В олигосапробной зоне можно устраивать водозабор для организации водопровода.
Атмосферные воды – это осадки в виде дождя, росы, снега, льда. Для хозяйственно-питьевых нужд используются редко, но в тех регионах, где нет водоисточников (на Крайнем Севере, в пустынях), ими пользоваться можно, т.к. это малонаселенные районы со слаборазвитой промышленностью. Эти воды очень мало минерализованы, мягкие и поэтому удобны для хозяйственных целей (стирки белья, мытья головы). Однако жителям крупных городов дождевую и снеговую воду для хозяйственных нужд использовать не рекомендуется вследствие ее высокой загрязненности выбросами промышленности и автотранспорта.
При обнаружении в воде химических веществ 1-го и 2-го классов опасности с одинаковым лимитирующим показателем вредности сумма отношений концентраций каждого из них в воде к ПДК не должна быть более 1 в соответствии с расчетом по формуле:
Ci, С2, — концентрации химических веществ 1-го и 2-го классов опасности.
Системы водоснабжения
Водоснабжение современных городских и сельских населенных пунктов должно обеспечивать качество и количество подаваемой воды в соответствии с установленными гигиеническими нормативами, поддерживать высокий уровень общественного здоровья, исключая опасность распространения заболеваний, передающихся водным путем.
Различают две системы водоснабжения: местная и централизованная.
При местном (децентрализованном) водоснабжении вода без всякой обработки разбирается непосредственно из источника (колодца, родника, буровой скважины).
При централизованном водоснабжении (водопровод) воду забирают из поверхностных или подземных водоисточников механическим путем, подвергают специальной обработке и по сети труб доставляют под давлением к месту потребления (к уличной колонке или домашнему водопроводному крану).
Децентрализованная (местная) система — примитивная, трудоемкая и опасная в эпидемическом отношении. Она представлена шахтными колодцами и буровыми скважинами. Водозабор осуществляется из грунтовых вод или II—III водоносных горизонтов. Источники водозабора должны быть удалены от источников загрязнения (помойных и выгребных ям, свалок мусора и др.) на 20—25 м.
Шахтный колодец а) представляет собой шахту квадратного или круглого сечения с деревянными, кирпичными или железобетонными стенками. Шахту копают до II или III водоносного горизонта на глубину 10—15 м.
а — шахтный колодец: 1 — глиняный замок, 2 — суглинок, 3 — песок, 4 — вода 1-го слоя, 5 — глина, 6 — водоносный слой песка, 7 — вода 2-го слоя; б — трубчатый колодец: 1 — статический уровень, 2 — слой глины, 3 — известняк, 4 — перфорированные трубы, 5 — глина.
Стенки шахты должны возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 60—80 см, колодец закрывают крышкой или специальным навесом. В земле вокруг шахты выкладывают "глиняный замок", защищающий деревянные стенки от подгнивания и не пропускающий в колодец поверхностные воды, которые отводят от колодца с помощью небольшого уклона. Подъем воды производят с помощью ворота или "журавля" общественной бадьей, которую нельзя ставить на землю. Пользование обственными ведрами для подъема воды запрещается.
Буровая скважина состоит из труб, которые опускают в пробуренные скважины глубиной более 10 м. Опускаемые в скважину трубы имеют внизу в приемной части небольшие отверстия, закрываемые специальным сетчатым фильтром. Вода под естественным давлением сама поднимается вверх либо производят ее откачку с помощью ручного или электрического насоса.
б — трубчатый колодец: 1 — статический уровень, 2 — слой глины, 3 — известняк, 4 — перфорированные трубы, 5 — глина.
Буровые скважины имеют очевидные преимущества перед шахтными колодцами, так как они лучше защищены от загрязнения, их можно устраивать там, где водоносные слои достаточно мощные.
При местном водоснабжении могут быть использованы родники и ключи, выходящие на поверхность земли. В месте забора воды должно быть устроено специальное сооружение, называемое каптажем.