Гидросфера как составная часть биосферы, физиолого-гигиеническое значение воды, санитарно-гигиенические требования к качеству питьевой воды.
Показатели
питьевой
воды.
( Показатели наличия в воде органических
веществ). Дело в том, что сейчас у нас
сложилась очень неблагоприятная ситуация с
водой: по данным доклада о санитарно-эпидемологической
обстановки в России за 1993 год в РФ
оставалось неудовлетворительным положение
с обеспечением населения доброкачественно
питьевой водой. 20.4% проб воды из источников
централизованного водоснабжения не
отвечали гигиенически требованиях, то есть
вода из них не отвечала требования ГОСТа “Вода
питьевая” по санитарно-химическим
показателям.,,,,,,,,, свыше 11.2% всех
водопроводов не отвечали по
бактериологическим показателям, свыше 4%
проб показали реальную эпидемическую
опасность, так как уровень бактериального
загрязнения превышал в 20 и более, раз
нормируемые показатели. Около 1/3 населения
России продолжает использовать в питьевых
целях воду из колодцев, родников, открытых
водоемов. Более 30% проб в источниках
местного водоснабжения не отвечали
санитарно гигиенически требованиях. Далее
в этом докладе приводились области, в
которых наиболее тяжелая ситуация с водой.
Наиболее тяжелое положение с водой
сложилось в Архангельской, Калужской,
Кемеровской, Калининградской, Томской,
Ярославской областях, Приморском крае,
Карелии, Коми и т.д. где существует прямая
зависимость между состоянием воды в
водопроводах и заболеваемостью населения.
В 1993 году в водоемы сброшено около 21 млн.
кубометров сточных вод. Понятно, что при
существующей системе очистки воду очистить
должным образом нельзя. Наибольшее
загрязнение отмечено в Краснодарском крае
(3.102 млн. кубометров), в Санкт-Петербурге (1.5068
млн. кубометров). Качественная
характеристика: в водоемы сброшено 5.4 млн.
тонн хлоридов, 96.6 тонн азота, 59.8 тыс. тонн
фосфора, 3.9 тыс. тонн нефтепродуктов.
Необходимый уровень очистки не
обеспечивается зачастую из-за
несовершенства технологий. В связи с этим
вырастает эпидемическая опасность воды: в
1991 году было 9 вспышек водных эпидемий, в 1992
году - 16, в 1993 - 21.
Показатели загрязненности воды:
наличие в воде органических веществ.
Количество растворенного кислорода
зависит от температуры воды. Чем ниже
температура о, тем больше растворенного
кислорода в воде. Кроме того, содержание
кислорода зависит от наличия в воде зоо- и
фитопланктона. Если в воде много
водорослей или много животных, то
содержание кислорода меньше, так как часть
кислорода расходуется на
жизнедеятельность зоо - и фитопланктона.
Содержание кислорода также зависит от
поверхности водоема: в открытых водоемах
кислорода больше. Содержание кислорода
при всех прочих условиях будет зависеть от
барометрического давления и от
загрязнения. Чем больше загрязнение, тем
меньше кислорода содержится в воде потому
кислород буде расходоваться на окисление
загрязнения (органических веществ). Для
того чтобы судить о том достаточно или
недостаточно кислорода в водоеме,
существуют таблицы Виндлера, где
приводятся данные о пределе растворимости
кислорода при данной температуре. Если мы
определяем количество растворенного
кислорода нашей пробе воды и находим, что
при 7 градусах у нас в пробе содержится 9 мг
кислород, то эти цифры ничего не дают. Мы
должны посмотреть в таблицу Виндлера: при 7
градусах должно быть растворено 11 мг.
Кислорода на литр и это говорит о том что,
по всей видимости, в воде содержится
большое количество органических веществ
Показатель биохимического потребления
кислорода (БПК). БПК - это количество
кислорода, которое необходимо для
окисления легко окисляемых органических
веществ, находящихся в 1 литре воды.
Условия для проведения этого анализа:
экспозиция 1 сутки , 5 суток, двадцать суток.
Методика: требуется время и темное место:
берутся две банки, заполняются
исследуемой водой. В первой банке
определяется содержание кислорода тотчас,
а вторую банку ставят либо на сутки, либо
на 5, либо на 20 в темное помещение и
определяют содержание кислорода. Чем
больше содержится органических веществ в
пробе воды, тем меньше кислорода будет
обнаружено, потому что часть
растворенного кислорода израсходуется на
окисление органических веществ (легко
окисляемых).
Окисляемость воды - это количество
кислорода, которое необходимо для
окисления легко и средне окисляемых
органических веществ находящихся в 1 литре
воды. Условия: окислитель - перманганат
калия, 10 минутное кипячение. Не всегда
высокая цифра окисляемости
свидетельствует о неблагополучии
водоисточника. Высокая цифра окисляемости
может быть за счет растительной органики.
Например, вода Ладожского озера и вообще
вода северных водоемов содержит большее
количество органики растительного
происхождения и окисляемость наших вод
достаточно высокая, но это не говорит о том
что вода вредна или загрязнена. Кроме того,
высокая цифра окисляемости может быть
обусловлена наличием в воде
неорганических веществ - сильных
восстановителей что характерно для
подземных вод. Сюда относятся сульфиды,
сульфиты, соли закиси железа. Нитриты.
Высокая цифра окисляемости может быть
обусловлена наличием в воде органики
животного происхождения, и только в этом
случае мы говорим о том, что водоем
загрязнен. Естественно возникает вопрос,
как же нам решить за счет чего у нас
наблюдается высокая цифра окисляемости.
Для ответа на этот вопрос существуют
следующие приемы: для того чтобы
дифференцировать окисляемость за счет
органических веществ от окисляемости за
счет неорганических веществ нужно
поставить пробу на холоду: на холоду
окисляются неорганические вещества (минеральные).
Допустим у нас окисляемость был 8 мг/л,
поставили пробу на холоду, выяснили что
окисляемость на холоду составляет 1 мг/л.
Получается что за счет органических
веществ приходится 7 мг/л. Теперь мы должны
отдиференцировать органику растительного
от животного происхождения. В этом случае
нужно посмотреть на бактериологические
показатели. ГОСТом окисляемость не
нормируется, так как она может быть
высокой и в нормальной и загрязненной воде.
Однако существуют ориентировочные нормы.
Ориентировочные нормы следующие: для
поверхностных водоемов - 6-8 мг/л. Для
подземных водоисточников, для шахтных
колодцев 4 мг/л, для артезианских вод 1-2 мг/л.
ХПК - также
показатель наличия в воде органических
веществ - химическая потребность в
кислороде. Это количество кислорода,
которое необходимо для окисления легко,
средне и трудно окисляемых органических
веществ находящихся в 1 литре воды. Условия
проведения анализа: двухромистый калий в
качестве окислителя, концентрированная
серная кислота, двухчасовое кипячение. В
любой воде если правильно проведен анализ,
то БПК будет всегда меньше чем окисляемость,
а окисляемость всегда меньше ХПК.
Определение ХПК, БПК и окисляемости имеет
значение для прогнозирования сисстемы
очистки сточных вод. Если взять сток -
хозяйственно-фекальный нашего города и
сток целлюлозно-бумажного комбината, и
определить 3 этих фактора вы получите что в
хозяйственно-фекальных сточных водах
основную массу составляют легко окисляемые
химические вещества, следовательно, для
очистки надо применять биологический метод.
В стоках целлюлозно-бумажного комбината
значительно больше средне- и трудно
окисляемых веществ, следовательно,
применять надо химическую очистку.
Исследование органического углерода -
показатель на наличие в воде органических
веществ. Чем больше обнаруживается
органического углерода, тем больше
органики в воде. Существуют
ориентировочные нормы по органическому
углероду. Считается что если он
присутствует в пределах 1-10 мг/ л этот водоем
чистый, Более 100 - загрязненный.
ССЕ - карбо-хлороформэкстракт. Этот
показатель позволяет определить
присутствие в воде трудно определяемых
веществ: нефтепродуктов, пестицидов, ПАВ.
Все эти вещества адсорбируются на угле, а
затем экстрагируются. Считается что если
ССЕ в пределах 0.15 - 0.16 то этот водоем чистый,
10 и более - водоем загрязнен.
Определение хлоридов и сульфатов. Хлориды
дают соленый вкус, сульфаты - горький.
Хлориды не должны превышать 250 мг/л, а
сульфаты не более 500 мг/л. Чаще всего хлориды
и сульфаты в воде минерального
происхождения, что связано с почвенным
составом, но в отдельных случаях хлориды и
сульфаты могут быть показателями
загрязнения, когда они поступают в водоемы
как загрязнения со сточными водами бань и т.п.
Если содержание этих веществ меняется в
динамике, то, безусловно, есть загрязнение
водоисточника.
Сухой остаток. Если взять 1 литр воды и
выпарить, взвесить остаток, то получим вес
сухого остатка. Чем больше вода
минерализована, тем этот сухой остаток
будет больше. По ГОСТу сухой остаток не
должен превышать 1000 мг/л. Потери при
прокаливании позволяют судить о количестве
органики в остатке (так органические
вещества сгорают) Чем больше потерь при
прокаливании, тем больше в воде содержится
органических веществ. В чистой воде потери
при прокаливании не должны превышать 1/3
сухого остатка, то есть 333 мг.
Все эти
показатели являются косвенными, так как они
не позволяют сами определить те вещества
которые вызвали загрязнение. Более прямыми
являются бактериологические показатели -
индекс и титр бактерий группы кишечной
палочки.
Самоочищение
водоемов.
Дело в том что любая Среда биосферы имеет
свои защитные силы и обладает способностью
к самоочищению. Самоочищение происходит за
счет разбавления, оседания частиц на дно и
формирования отложений, разложение белка
до аммиака и его солей за счет действия
микробов. Если водоем справляется то все
органические вещества превращаются в
аммиак и его соли на 7-12 сутки, а далее
количество аммиака и его солей начинает
падать, так как наступает вторая фаза и соли
аммиака превращаются в нитриты что
происходит на 25-27 сутки. А дальше
концентрация нитритов начинает падать,
потому что все нитриты превратятся в
нитраты на 32-35 сутки. То есть весь процесс
самоочищения заканчивается примерно за
месяц. Аммиак, нитриты и нитраты называют
триадой азота. Используя ее можно с очень
высокой точностью определить давность
загрязнения водоема. Например, при
определении в триаде только аммиака
говорит от том что загрязнение произошло 7-12
суток назад (свежее). При обнаружении всей
триады азота надо думать о постоянном
загрязнении водоема. В чистой воде наличие
триады азота может быть обусловлено
разложением органических веществ
растительного происхождения. Для всей
триады азота ГОСТом 28-74-82 “Вода питьевая”
нормируются только нитраты, поскольку при
длительном употреблении воды, содержащей
повышенное количество нитратом может быть
водная нитритно-нитратная
метгемоглобинемия. Лимитирующий признак
нормирования нитратов - токсикологический.
По ГОСТу содержание нитратов не должно
превышать 10 мг/л в пересчете на чистый азот
или 45 мг/л в пересчете на соль. Для аммиака и
его солей существует ориентировочные нормы
0.1 - 0.2 мг/л, для нитритов 0.001 = 0.002 мг/л.
Воды бывают
напорными и безнапорными. С гигиенической
точки зрения самые чистые - артезианские
воды (они защищены слоями пород от
загрязнения). Особенности подземных вод
следующие: большая минерализованность
чистота, практически не содержат
органических веществ, идеальны по
органолептическим свойствам. Для
водоснабжения лучше использовать
подземные воды.