Глава 3. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест

Вода - важнейшая составная часть живого организма, она необходима для жизни человека, животных и растений. Является средой, в которой протекают все физико-химические процессы, а также участвует в процессах окисления, гидролиза и других реакциях обмена. Вода транспортирует продукты обмена в организме и необходима для их удаления.

По данным ВОЗ, за минимальную суточную потребность организма в воде при обычных условиях, которые включают поддержание жизненно важных процессов регуляции и обмена веществ в покое, при нормальном питании, при умеренных климатических условиях, принято считать 1700 мл воды в качестве обязательного количества. При этом 750 мл связывается с пищей, 320 мл используется как вода окисления (метаболическаявода), 630 мл необходимо для питья. Отдача воды составляет при этих же условиях тоже 1700 мл. Для питьевых целей необходимо еще дополнительно 800-1000 мл воды.

Следовательно, для человека биологическая потребность в питьевой воде составляет ежедневно 2-2,5 л.

Потери воды организмом увеличиваются при повышении температуры окружающей среды, а также при выполнении физической работы. Например, в условиях жаркого климата при фи-

зической работе необходимое для человека количество воды достигает 5 л и более в сутки.

При недостаточном поступлении воды в организм возникает жажда. Физиологической реакцией на ощущение жажды является питье воды. Таким образом, в организме поддерживаются на постоянном уровне водный баланс и электролитное равновесие. При недостаточном восполнении теряемой организмом воды могут наступать серьезные расстройства жизненных функций организма.

Кроме воды, которая необходима человеку для восстановления водного баланса, требуется большое ее количество для санитарных и хозяйственно-бытовых целей.

Население нуждается в воде для обеспечения чистоты тела, вещей личного обихода, жилища. Воданеобходима для поддержания чистоты в общественных зданиях, лечебных учреждениях. В современных городах вода нужна для проведения канализации, централизованного отопления, для поливки улиц и зеленых насаждений, а также для массовых оздоровительных мероприятий (сооружение плавательных бассейнов).Вода в большом количестве потребляется для производственных нужд промышленными предприятиями.

Суммарная потребность в воде в населенном пункте определяется количеством, необходимым для удовлетворения физиологической потребности в ней людей, а также расходом на гигиенические, хозяйственно-бытовые и производственные цели.

Питьевая вода - это санитарное благополучие пищевой промышленности. Удельный расход доброкачественной воды при производстве молочных продуктов - тонна на тонну сырого молока. Водаявляется ценнейшим технологическим сырьем. Для получения 1 т резины или 1 т алюминия, при выплавке 1 т стали необходимо 1500 м³пресной воды.

Органолептические свойства воды имеют большое гигиеническое значение. Вода, обладающая высокой мутностью, большой цветностью, с посторонним привкусом или запахом, неприятна для употребления, вызывает негативное отношение. Вода с плохими органолептическими свойствами не возбуждает секреторной деятельности желудка и вызывает отрицательную физиологическую реакцию в виде отказа от питья даже при жаркой погоде. Иногда население предпочитает употреблять воду с хорошими органолептическими свойствами, но подозрительную в эпидемическом отношении, и отказывается от воды, имеющей плохие органолептические свойства, даже если она не представляет эпидемической опасности.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ВОДЫ

Большое и разностороннее влияние на здоровье оказывает степень минерализации питьевой воды. Минерализация характеризуется двумя аналитически определяемыми показателями: сухим остатком (мг/л) и жесткостью (ммоль/л).

Сухим остатком определяется суммарное содержание в воде растворенных неорганических веществ. Основные компоненты сухого остатка - соли кальция, магния, натрия, бикарбонаты, хлориды и сульфаты.

С давних времен до настоящего времени одним из гигиенических критериев предельного содержания неорганических солей в воде является изменение ее органолептических свойств (вкуса).

Для условий центра европейской части России вода хорошего качества (по вкусу) находится в диапазоне концентраций сухого остатка от 300 до 900 мг/л. На территориях с высокоминерализованными природными водами население благоприятно воспринимает воду с верхним пределом сухого остатка более 1000 мг/л.

Вода с крайне низким уровнем сухого остатка (менее 100 мг/л) может быть неприемлемой из-за ее безвкусности. Длительное употребление излишне деминерализованной мягкой воды неблагоприятно для организма. При использовании ее для питья нарушается регуляция водно-электролитного баланса, увеличивается содержание электролитов в сыворотке крови и моче с их ускоренным выведением из организма, снижается осмотическая резистентность эритроцитов, появляются изменения в сердечно-сосудистой системе.

Наряду с общей минерализацией большое значение имеет жесткость воды, определяемая в основном содержанием бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Жесткость воды выражается через эквивалентное количество карбоната кальция (СаСО₃).

Вода с общей жесткостью свыше 7 ммоль/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. В ней плохо образуется мыльная пена, в связи с чем такая вода малопригодна для стирки и мытья. В жесткой воде хуже развариваются мясо, овощи и бобовые. Большой экономический ущерб связан с использованием в промышленности и тепловой энергетике воды с высокой устранимой жесткостью, так как в котлах и трубах при кипячении образуется накипь в результате перехода бикарбонатов в нерастворимые карбонаты.

Содержание органических веществ в воде служит важным критерием ее качества. О наличии органических веществ обычно судят

косвенно, по содержанию кислорода в воде или по его количеству, которое расходуется на окисление органических веществ, находящихся в 1 л воды. Важным показателем загрязнения воды органическими веществами животного происхождения являются соли аммиака, азотистой и азотной кислот, особенно при большой окисляемости воды. Присутствие аммонийных солей указывает на свежее загрязнение воды, наличие нитритов и особенно нитратов свидетельствует об относительной давности загрязнения.

Аммонийный азот (аммиак). Аммонийный азот в воде может быть различного происхождения. Чаще всего он является продуктом разложения белковых веществ, попавших в воду с бытовыми сточными водами. В отдельных случаях в воде глубоких артезианских скважин аммиак может появиться в результате химических реакций восстановления азотнокислых соединений. Аммонийный азот может также встречаться в воде болот и в почвенных водах торфяных слоев в результате раскисления нитратов гуминовыми веществами.

Азот нитритов. Ион азотистой кислоты является продуктом дальнейшего окисления иона аммония под действием ферментов нитрифицирующих бактерий. Вода хорошо защищенного от загрязнений водоисточника не должна содержать ионов азотистой кислоты.

По санитарно-гигиеническим требованиям питьевая вода не должна содержать аммонийный азот и нитриты, которые могут поступить с фекальными, хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Вода, богатая нитратами, вызывает у детей, а иногда и у взрослых тяжелое заболевание, главный признак которого - появление в крови метгемоглобина. Это уменьшает снабжение тканей кислородом, оказывает неблагоприятное влияние на состояние центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Хлориды. Хлориды встречаются почти во всех природных водах. Большое содержание хлоридов делает воду непригодной для питья из-за соленого вкуса, который ощущается при содержании иона хлора 150-250 мг/л.

Поскольку хлориды попадают в воду из почвы, а также с хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками, то их содержание используют в качестве косвенного показателя возможного загрязнения воды патогенными микроорганизмами.

Высокое содержание хлоридов в воде исследуемого источника по сравнению с их количеством в подобных источниках данной местности может свидетельствовать о проникновении нечистот. Ценные сведения дают наблюдения за содержанием хлоридов на протяжении

определенного отрезка времени (дней, недель). Колебание их количества, особенно после дождей, указывает на попадание в контролируемый источник поверхностных вод, нередко загрязненных патогенными микроорганизмами.

Сульфаты. При повышении обычного для данной местности содержания солей серной кислоты они могут служить признаком загрязнения воды органическими веществами. Сера является составной частью белков, которые при разложении и последующем окислении дают соли серной кислоты. Но главное значение сульфатов заключается в том, что они портят вкус воды и вызывают у некоторых людей расстройство деятельности кишечника (диарею).

Фосфаты. В чистых водах соли фосфорной кислоты обычно не встречаются, и их наличие свидетельствует о сильном загрязнении воды разлагающимися органическими веществами, поступающими из почвы или со стоками промышленных предприятий.

В живых системах 10 микроэлементов: железо, йод, фтор, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен - признаны жизненно необходимыми. При их недостатке возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этих веществ. В питьевой воде не должны находиться ядовитые вещества. Отдельные элементы могут встречаться в ней как примеси, попадающие с промышленными стоками или из резервуаров и сосудов, в которых хранится вода.

Йод. В природных водах содержание йода незначительно и составляет небольшую часть суточной потребности в нем человека, которая покрывается в основном за счет пищи. Количество йода в воде рассматривается как своего рода индикатор его наличия в окружающей среде. Незначительное содержание йода в воде свидетельствует о том, что его мало в почве, растительных продуктах, произрастающих в данном районе, и, наконец, в организме животных и человека. В связи с недостаточным поступлением йода щитовидная железа вынуждена усиленно функционировать (йод входит в состав гормона щитовидной железы - тироксина), что ведет к ее гипертрофии и нарушению деятельности всего организма.

Среди профилактических мероприятий наибольшее распространение получили употребление йодированной поваренной соли, использование привозных продуктов питания, приема по медицинским показаниям препаратов йода, в первую очередь школьниками, беременными и кормящими матерями.

Фтор. Фтор широко распространен в земной коре. Его соли хорошо растворимы и поэтому легко вымываются из почвы в воду. Кон-

центрации фтора, как и других минеральных веществ, повышаются в водоисточниках с севера на юг, а также по мере увеличения глубины залегания вод. С питьевой водой при средней концентрации фтора 1 мг/л в организм человека поступает более 80% этого элемента.

Изменение концентрации фтора в питьевой воде оказывает большое влияние на состояние твердых тканей - костей и зубов, а также на некоторые физиологические функции. Установлено, что пониженное содержание этого микроэлемента (менее 0,5 мг/л) является одной из причин возникновения массового заболевания населения - кариеса зубов, проявляющегося деминерализацией и последующей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефектов в виде полостей, приводящих к потере зубов в юношеском и зрелом возрасте. Причин кариеса зубов много: недостаток кальция в рационе, ослабление иммунного статуса организма, повышенная кислотность в ротовой полости, микроорганизмы, плохой уход за зубами, наследственность, гормональные нарушения и др. Однако отмечено, что кариес зубов значительно учащается у населения, пользующегося водой с низкой концентрацией фтора.

Наблюдение повышенной распространенности кариеса у населения, пользующегося водой с низким содержанием фтора, показало, что массовую профилактику кариеса зубов можно проводить путем фторирования питьевой воды. Следует подчеркнуть, что вопрос о необходимости фторирования питьевой воды, подаваемой централизованными системами водоснабжения, должен решаться в каждом случае с учетом содержания фтора в атмосферном воздухе, пищевом рационе населения и обязательно с учетом степени пораженности детей кариесом зубов.

Концентрации фтора, превышающие 1,0-1,5 мг/л, вызывают другое заболевание зубов - флюороз (пятнистость, крапчатость эмали). Появляясь в период формирования постоянных зубов, т.е. в детском возрасте, развитие происходит в течение 2-2,5 лет. При этом образовавшаяся пятнистость эмали остается на всю жизнь. При концентрациях фтора более 6 мг/л процесс захватывает не только зубную эмаль, но и дентин. Но это только внешнее проявление болезни. Одновременно избыточное поступление фтора вызывает общее поражение организма, при котором наблюдаются нарушения окостенения скелета у детей, изменения в мышце сердца и деятельности нервной системы, системы иммунитета. При оценке обеспеченности организма фтором следует учитывать дополнительное поступление его с фторсодержащими зубными пастами.

ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Наиболее важным компонентом воды как природной системы с позиций влияния на здоровье человека являются биологические живые объекты, представленные бактериями, вирусами и простейшими. То, что водаможет быть причиной массовых болезней, известено с древних времен. Эксперты ВОЗ установили, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических норм водоснабжения.

Ежегодно в России острыми кишечными инфекциями заболевают в среднем 0,7 млн человек, из них около 60% - дети раннего возраста; летальные исходы среди заболевших детей достигают 4000 в год. Экономический ущерб, наносимый острыми кишечными инфекциями, исчисляется сотнями миллионов рублей.

Развитие эпидемий кишечных заболеваний водного происхождения имеет следующие особенности:

- массовость и одновременность заболеваний лиц, пользующихся одним источником, - так называемый эпидемический взрыв;

- резкое снижение числа заболеваний после выявления и устранения причины вспышки;

- наличие единичных случаев заболеваний в течение длительного времени после устранения очага, или так называемой длительный контактный эпидемический хвост;

- практическое отсутствие заболеваний детей грудного возраста. Водным путем возможно распространение многих заболеваний. К ним относятся:

- вирусные (гепатиты А и Е, полиомиелит, аденовирусные и энтеровирусные инфекции, эпидемический конъюнктивит);

- кишечные инфекции бактериальной природы (холера, брюшной тиф, паратифы А и Б, дизентерия, энтериты и энтероколиты, эшерихиозы);

- зоонозы (лептоспироз, бактериальные зоонозные инфекции: туляремия, бруцеллез, сибирская язва);

- протозойные инфекции (амебиаз, лямблиоз, балантидиаз, криптоспоридиоз);

- гельминтозы (аскаридоз, гименолепидоз, фасциолез). Среди вирусных заболеваний актуальной проблемой остается заболеваемость гепатитами А и Е, которая переживает очередной эпи-

демический подъем, и многие вспышки связаны с питьевым водоснабжением из поверхностных источников. Наибольшее значение для инфекционного гепатита, вызываемого вирусом типа А, имеет водный путь передачи по сравнению с пищевым и контактно-бытовым.

Вирус гепатита более устойчив к воздействию факторов окружающей среды, чем возбудители бактериальных кишечных инфекций. Вирус сохраняет патогенность после замораживания в течение 2 лет, при кипячении погибает через 5-30 мин. Заболеваемость гепатитом Е характерна для взрослого населения, встречаются тяжелые формы, особенно среди беременных. Длительность сохранения в воде микроорганизмов представлена в табл. 3.

Таблица 3. Сроки выживания микроорганизмов в воде, дни

Микроорганизмы

Вода

водопроводная

колодезная

речная

Кишечная палочка

2-262

21-183

Возбудитель брюшного тифа

2-93

1,5-107

4-183

Возбудитель паратифа Б

27-97

Возбудитель дизентерии

15-27

12-92

Холерный вибрион

4-28

1-92

0,5-92

Лептоспиры

7-75

150

Возбудитель туляремии

12-60

7-91

В настоящее время регистрируются заболевания лиц, находящихся в замкнутых помещениях (круизных теплоходах, школах, госпиталях, домах престарелых и инвалидов и т.п.), вирусами рода Норволк и Саппоро. Норовирусная инфекция поражает все возрастные группы, саповирусы чаще всего выявляют у детей младше 5 лет. Клинические симптомы заболеваний: рвота и диарея, кишечная колика, общее недомогание, миалгия, озноб, головная боль.

Водным путем могут распространяться аденовирусы, энтеровирусы Коксаки и ЕСНО, вызывая у человека тяжелые поражения кишечника, центральной нервной системы, кожи и слизистых оболочек.

Возникновению кишечных инфекций способствуют неорганизованное водопотребление, недостаточное количество воды,

соответствующие природные условия для распространения и выживания в объектах окружающей среды инфекционного начала, технические нарушения на водозаборных, водоочистных сооружениях и водопроводах, несоблюдение элементарных норм личной гигиены.

В последние годы крупные водные эпидемии брюшного тифа, подобные тем, которые описаны в XIX и первой половине XX в., не регистрируются. Относительно же низкие показатели заболеваемости связаны не с водным, а с контактным путем передачи. Тем не менее многие исследователи подчеркивают, что эпидемическое неблагополучие по брюшному тифу отмечается там, где сохраняются или создаются предпосылки его распространения через воду.

До настоящего времени определенное значение имеет водный путь передачи дизентерии, хотя он менее важен, чем пищевой или контактно-бытовой. Дизентерия - острое инфекционное заболевание, вызываемое микроорганизмами из рода шигелл и проявляющееся поражением толстой кишки и общей интоксикацией организма. В настоящее время остается высокой заболеваемость дизентерией Флекснера, передаваемой водным путем.

Кишечная палочка может попасть в воду с выделениями человека, поэтому ее наличие в воде может сигнализировать о возможном присутствии возбудителей кишечных инфекций. Таким образом, значение содержания кишечной палочки в воде как показателя эпидемической опасности прежде всего основано на механизме ее попадания в воду с выделениями человека. Кроме того, кишечная палочка более устойчива, чем возбудители кишечных инфекций, поэтому, если имелись условия, при которых кишечная палочка погибла, можно предполагать, что погибли и возбудители этих заболеваний.

В последние годы среди инфекционной заболеваемости, связанной с водным фактором, увеличился удельный вес эшерихиозов - дизентериеподобных заболеваний, возбудителем которых являются патогенные штаммы кишечной палочки. Кишечная палочка - нормальный представитель микрофлоры толстого кишечника. Она является антагонистом патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий, принимает участие в синтезе витаминов группы В, Е, K. Однако среди обширной группы сероваров кишечной палочки встречаются так называемые коли-патогенные штаммы, которые образуют экзотоксин, обладающий энтеротропными и пирогенными свойствами. В настоящее время известно около 170 патогенных для

человека штаммов кишечных палочек. Эшерихиозами чаще страдают дети младенческого возраста, у которых еще не сформировалась иммунная система.

Самым опасным кишечным заболеванием водного происхождения традиционно считается холера. Это заболевание охватывает огромные пространства, поражая население целых стран и материков. В связи с тяжестью клинического течения и тенденцией к пандемическому распространению холера относится к особо опасным инфекциям. Постоянным очагом холеры являются прибрежные районы рек Ганг и Брахмапутра.

Лептоспироз - инфекционная болезнь, характеризуемая поражением капилляров, преимущественным вовлечением в патологический процесс почек, печени, мышц сердечно-сосудистой и нервной систем. Источники возбудителя инфекции в природных очагах - грызуны, насекомоядные, парнокопытные, хищные животные многих видов, реже птицы. Наибольшее значение имеют мышиполевки, ондатры, иногда крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, собаки, а также домовые мыши и крысы. Животные - хозяева возбудителей - выделяют лептоспиры с мочой в течение нескольких месяцев. В большинстве случаев человек заражается при купании и использовании для хозяйственных и бытовых нужд воды из открытых водоемов, инфицированной лептоспирами. Максимум поражений лептоспирозом приходится на июль-август, в период сельскохозяйственных работ, на охоте, рыбной ловле, при уходе за домашними животными, разделке туш и обработке животного сырья, при употреблении зараженных грызунами продуктов питания, а также сырого молока от больных коров.

Легионеллез - инфекционная болезнь, характеризуемая развитием пневмонии, интоксикацией, лихорадкой, а также поражением дыхательных путей, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и почек.

Вспышки и спорадические случаи так называемой болезни легионеров выявляются повсеместно, наиболее часто в промышленных регионах Европы и США. Болезнь легионеров выявляется круглогодично, но пик заболеваемости падает на весенние и летние месяцы.

Механизм передачи возбудителей инфекции аспирационный - ингаляция высокодисперсного водяного или почвенного аэрозоля, содержащего легионеллы.

При внутрибольничных вспышках и спорадических случаях болезни легионеров, помимо основного пути заражения, связанного

с проникновением аэрозоля в легкие человека, возможны и иные пути передачи, например, через питьевую воду.

Протозойные инвазии (амебиаз, балантидиоз) развиваются как острые заболевания, переходящие в хроническую форму, сопровождаемые диареей, при поступлении простейших с питьевой водой и внедрении их в слизистую оболочку толстой кишки.

В последние десятилетия во многих странах описаны вспышки заболеваний населения, вызванных лямблиями и криптоспоридиями, связанные с потреблением недоброкачественной питьевой воды.

Заражение лямблиями происходит путем передачи цист только от человека к человеку, либо при непосредственном контакте, либо косвенно - через пищу или воду. Лямблии редко вызывают нарушения слизистой оболочки кишечника, поэтому заболевание не имеет четкой клинической картины и в большинстве случаев протекает бессимптомно. В России лямбиоз зарегистрирован впервые в 1991 г. В последующие годы наблюдался рост заболеваемости, который с 2001 г. сменился устойчивой тенденцией к снижению. Большинство заболевших (88%) - жители городов. Среди заболевших значительна доля детей (до 70%), и, несомненно, большая часть случаев лямблиоза связана с контактным (бытовым) путем передачи. Однако на территориях с высокой плотностью населения, с ограниченными водными ресурсами нельзя отрицать опасность передачи лямблиоза и с питьевой водой в случае антропогенного загрязнения источника водоснабжения.

Криптоспоридиоз - заболевание широко распространено как среди животных, так и среди людей. Возбудителями в питьевой воде чаще всего являются ооцисты Cryptosporidium parvum. Встречаются в 17-28% проб, но обнаруживаются редко в связи с трудностью лабораторной диагностики возбудителя. Питательной средой в водопроводной воде является слизь. Кроме того, в слизи повышается устойчивость микроорганизмов к дезинфицирующим веществам за счет образования цист. В окружающей среде, в частности в воде, они могут сохранять жизнеспособность от 2 до 6 мес. Зараженность поверхностных водоемов в РФ достигает 60-69%.

Цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий обладают более выраженной по сравнению с бактериями и вирусами устойчивостью к действию веществ, применяемых для обеззараживания питьевой воды. Причиной вспышек заболеваний, как правило, является потребление водопроводной воды либо без какой-либо обработки, либо хлорированной, но без предварительной очистки.

В поверхностных водоемах, загрязняемых органическими веществами животного происхождения, могут находиться яйца и личинки геогельминтов (аскариды, власоглавы, острицы и др.), развивающиеся, в отличие от биогельминтов (финны, трихинеллы), без участия промежуточных хозяев.

Питьевая вода в эпидемиологии гельминтозов играет сравнительно небольшую роль, но в населенных пунктах, где они распространены, нередко наблюдается значительное загрязнение поверхностных водоемов яйцами и личинками геогельминтов, поступающих в результате спуска недостаточно очищенных бытовых сточных вод. Употребление такой воды для питья, мытья овощей недопустимо. Определенную роль в эпидемиологии гельминтозов приписывают воде арыков и шахтных колодцев.

Синегнойная палочка вызывает гнойно-воспалительные процессы в организме человека. Она повсеместно распространена в окружающей среде, усиленно размножается в вихревых потоках воды, в которой может выживать до года, в том числе в растворах (жидкостях), предназначенных для хранения контактных линз. В связи с ее высокой устойчивостью к водной среде в некоторых странах синегнойная палочка включена в гигиенические нормативы качества воды, используемой для рекреационных целей. Пути передачи инфекции - водный, бытовой, контактный. Внедряясь в слизистые оболочки, вызывает воспалительные процессы: отиты, лабиринтиты, кожные гнойные заболевания, конъюнктивиты, уретриты.

Сине-зеленые водоросли - тип водорослей, клетки которых не имеют морфологически обособленного ядра и хлоропластов, а в цитоплазме, кроме хлорофилла, каротина и ксантофилла, содержится синий пигмент фикоцианин. Это одноклеточные микроорганизмы (фотосинтезирующие бактерии), выделяющие в условиях благополучной экологической ситуации в атмосферу Земли более 80% кислорода. Однако в результате глобальных изменений климата, увеличения концентрации углекислоты и масштабных промышленных загрязнений биосферы цианобактерии адаптируются к необычным для них условиям окружающей среды, изменяя свои механизмы жизнеобеспечения и приобретая токсические свойства. Токсины могут поступать в организм человека с питьевой водой, при использовании в пищу рыбы, ингаляционным путем при испарении с поверхности водоема или в ванной комнате, а также через кожу и слизистые оболочки при купании и занятии водными видами спорта.

При разложении сине-зеленых водорослей изменяются органолептические свойства воды. Они способны проходить через очистные сооружения водопроводной станции и выполнять роль убежища для вирусов и патогенных микроорганизмов, защищая последних от действия дезинфектантов. Они устойчивы к кипячению и препаратам хлора, применяемым при очистке воды.

В качестве источника воды могут быть использованы подземные и поверхностные воды. Если возможен выбор, предпочтение отдают подземным, по возможности глубоко залегающим водам, надежно защищенным от поверхностных загрязнений водонепроницаемыми пластами грунта. При отсутствии или невозможности использования таких вод водоснабжение базируется на других водоисточниках, причем приоритетность их выбора следующая: ключи и родник, грунтовые воды поверхностных водоносных горизонтов, реки с незарегулированным стоком (не имеющие запруд), реки с зарегулированным стоком (имеющие запруды), озера, атмосферные воды.

Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. При проникновении поверхностных вод через слой почвы происходят их постепенная фильтрация, адсорбция микроорганизмов и органических веществ на почвенных структурах, а затем окисление органических остатков с участием аэробных микроорганизмов.

Подземные воды делятся на три вида: почвенные, грунтовые и межпластовые. Почвенные воды (верховодка) образуются за счет просачивания в грунт атмосферных осадков, залегают у самой поверхности земли над первым водоносным горизонтом. Вследствие недостаточной толщины фильтрующего грунтового слоя эти воды, как правило, сильно загрязнены органическими веществами. Микробиологические, органические и органолептические характеристики не позволяют использовать эти воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Почвенные воды могут оказывать влияние на качество нижерасположенных грунтовых вод (рис. 2).

Грунтовые воды расположены в первом от поверхности водоносном горизонте (слое), под которым лежит водонепроницаемый. Этот водоносный горизонт не перекрыт сверху водонепроницаемыми породами. Грунтовые воды образуются за счет фильтрации атмосферных осадков через почву по всей площади их распространения. Территория, на которой происходит фильтрация в почву атмосферных вод, питающих данный горизонт, называется зоной питания.

Рис. 2. Общая схема залегания подземных вод: 1 - водоупорные породы; 2 - межпластовой напорный водоносный горизонт; 3 - межпластовой ненапорный водоносный горизонт; 4 - грунтовые воды; 5 - скважины; 6 - верховодка; 7 - шахтные колодцы; 8 - нисходящий родник; 9 - самоизливающаяся (артезианская) скважина; 10 - восходящий родник

В пониженных частях рельефа водоносные горизонты иногда выходят на поверхность земли и здесь образуются естественные выходы подземных вод, называемые родниками, или ключами. Вода таких источников, как правило, доброкачественная, но необходимо правильное санитарно-техническое оборудование (каптирование) родников, исключающее биогенное загрязнение воды.

Грунтовые воды из-за ограниченного количества используются для водоснабжения чаще всего в сельской местности. Улучшение органолептических свойств грунтовых вод в процессе фильтрации через почву позволяет, как правило, использовать их без очистки. Однако они недостаточно надежны в санитарном отношении и поэтому нередко нуждаются в обеззараживании.

Наиболее стабильны и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые воды, расположенные между водонепроницаемыми пластами ниже первого водоупорного слоя.

При наклонном положении межпластовые горизонты становятся напорными. Межпластовые напорные воды в таких случаях назы-

cd ваются артезианскими. Напорный уровень может оказаться выше ' поверхности земли, и тогда вода из скважины будет бить фонтаном (самоизливающаяся скважина).

К поверхностным источникам относят воды рек, озер, искусственных водохранилищ, ручьев, болот, а также морей и океанов. Поверхностные воды являются наименее надежным в санитарном отношении источником водоснабжения. Речная вода характеризуется большим количеством взвешенных веществ, пониженной прозрачностью, значительной бактериальной загрязненностью. Как правило, речная вода не может быть использована для целей водоснабжения без предварительной очистки и обеззараживания.

В настоящее время получило значительное распространение использование в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения водохранилищ, т.е. искусственных водоемов, образовавшихся в результате подъема воды в реке после сооружения плотины. Однако с резким замедлением движения воды в искусственных водоемах снижается водообмен, что способствует развитию анаэробной микрофлоры, цветению воды, образованию донных отложений, ила.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения регламентируются СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников централизованного водоснабжения и водопроводов питьевого водоснабжения». Охрана источников питьевого водоснабжения и систем питьевого водоснабжения является обязательным условием обеспечения безопасности и безвредности питьевой воды и установленного режима ее подачи потребителям. ЗСО источника питьевого водоснабжения - специально выделенные территория и акватория, где устанавливаются особые режимы хозяйственной и иной деятельности в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения.

Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение, а в ЗСО подземных - на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора или уменьшения их дебита.

В соответствии с СанПиН ЗСО источников питьевого водоснабжения устанавливаются в составе 3 поясов.

Первый пояс (строгого режима) ЗСО для поверхностных водоисточников включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водозаборных сооружений и водопроводящего канала. Пояс ЗСО состоит из водной части, которая окружает водозаборные сооружения, и береговой.

В поясе строгого режима ЗСО водозаборные и очистные сооружения водопровода должны быть защищены от преднамеренных или случайных действий, в результате которых может быть нарушена их работа. Для источников водоснабжения на проточных водных объектах границы ЗСО должны быть вверх по течению не менее 200 м, вниз - не менее 100 м.

Защитные мероприятия в поясе строгого режима ЗСО направлены на недопущение спуска любых сточных вод, в том числе сточных вод водного транспорта в водоемы.

Минимальные размеры пояса строгого режима подземного источника водоснабжения для скважин безнапорных горизонтов должны быть радиусом 50 м, для межпластовых напорных - 30 м.

Территория первого пояса ЗСО должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, там запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода. При необходимости сооружения на территории пояса ЗСО выгребных ям они должны быть оборудованы водонепроницаемыми выгребами. Территорию нужно содержать в чистоте, своевременно вывозить отходы.

Основная задача второго и третьего пояса поверхностного источника воды - ограничение микробного загрязнения в створе водозабора до степени, требуемой ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора», с учетом возможностей очистных сооружений данного водопровода.

Защитные мероприятия ЗСО поверхностных водоисточников должны быть направлены на недопущение концентрированных очагов загрязнения почвы, атмосферного воздуха и воды, а также объектов, значительно нарушающих геологическую среду, изменяющих режим поверхностного и подземного стока, и на ограничение использования водного объекта населением для бытовых целей (стирка белья, мытья автомашин, водопоя скота и т.п.). Необходим контролировать изменения технологических процессов на предприятиях, расположенных на территории зоны, поскольку возможны повышение их опасности и увеличение количества сточных вод.

Второй пояс ЗСО подземных источников воды служит для защиты от микробного загрязнения. Этот пояс ЗСО ограничен контуром, от которого время движения загрязненного потока до водозабора (скважины) должно быть не меньше времени, за которое патогенные бактерии и вирусы теряют жизнеспособность и вирулентность. Граница второго пояса определяется гидродинамическими расчета-

cd ми: допустимое время продвижения фронта микробного загрязнения (основной параметр) для грунтовых вод и межпластовых безнапорных принимается равным 400 сут, а для межпластовых напорных вод - 200 сут.

Третий пояс ЗСО подземных источников водоснабжения защищает водозабор от химического загрязнения. Границу третьего пояса ЗСО подземного источника определяют с помощью гидродинамических расчетов. При этом исходят из условия, что если за пределами ЗСО в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они не достигнут водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области захвата водозабора и достигнут водозабора, но не ранее расчетного времени, определяемого принятой средней продолжительностью его технической эксплуатации. Расчетное время в этом случае принимается не менее 25 лет, или около 9000 сут.

Возможность трансформации химического загрязнения в водоносном горизонте при определении границ третьего пояса ЗСО не принимается во внимание, поскольку эти процессы малоизучены.

Защитные мероприятия на территории второго и третьего пояса ЗСО подземных водоисточников:

- выявляются, тампонируются или восстанавливаются старые, бездействующие или неправильно эксплуатируемые скважины;

- запрещается размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов, минеральных удобрений;

- не допускается размещение кладбищ, скотомогильников, полей фильтрации и ассенизации, птицеводческих предприятий.

Очистка воды включает:

- осветление - удаление взвешенных частиц;

- обесцвечивание и дезодорацию (устранение неприятных запахов и вкусов);

- обеззараживание - уничтожение болезнетворных микроорганизмов;

- обезвреживание - разрушение и удаление отравляющих, токсичных, сильнодействующих, ядовитых веществ;

- дезактивацию - удаление радиоактивных веществ. Повышение качества питьевой воды включает опреснение -

очищение воды от избытка минеральных соединений. Кроме того, опреснение может обеспечить обеззараживание, обезвреживание и дезактивацию воды.

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Основные нормативные документы в области централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения следующие.

• Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

• Санитарные правила и нормативы 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения»

• Санитарные правила и нормативы 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)».

• В ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора» определены принципы, которыми следует руководствоваться при выборе водоисточников (подземных и поверхностных) для централизованного водоснабжения, при нормировании физических, органолептических, химических и бактериологических показателей воды водоисточника, а также методы обработки воды в зависимости от качества ее источника. Вода не должна обладать такими составом и свойствами, которые не могут быть в должной мере изменены имеющимися способами обработки.

Содержание химических веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого водопользования нормируется в соответствии со следующими принципами: химические вещества не должны придавать воде посторонних запахов и привкусов, изменять ее цвет, вызывать появление пены, т.е. ухудшать ее органолептические свойства и потребительские качества; оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека и процессы самоочищения (санитарный режим) водоемов.

Нормирование содержания химических и радиоактивных веществ в окружающей среде, в том числе и в воде, базируется на принципе пороговости, т.е. в пределах определенных доз (концентраций) присутствие этих веществ считают безопасным (безвредным) для организма. При этом обязательно должны учитываться возможные отдаленные последствия.

С выходом ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» разработка регламентов качества питьевой воды и поряд-

ка его контроля стала компетенцией федеральных ведомств Государственной санитарно-эпидемиологической службы.

В СанПиН 2.1.4.1074-01 нормативы состава питьевой воды учитывают не те ингредиенты, которые должны в ней присутствовать, а, наоборот, вещества, присутствие которых в воде нежелательно и допустимо лишь в определенных пределах.

Следует отметить, что приведенная в документе совокупность гигиенических нормативов являет собой не эталон качества питьевой воды, а федеральный банк данных, который используется при создании программы контроля качества питьевой воды конкретного водопровода. При этом принимается принцип регионального подхода к регламентации состава питьевой воды.

Для России с ее громадной территорией, разнообразием санитарных ситуаций, зависящих от региональных природных и социальноэкономических условий, региональный подход особенно важен. Он позволяет на каждом водопроводе создать такую рабочую программу контроля, которая будет отражать реальный состав воды этого водопровода.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В СанПиН 2.1.4.1074-01 представлены нормативы бактериологических, химических и органолептических показателей качества воды.

Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием микробиологическим и паразитологическим нормативам.

В качестве основного теста (первого показателя эпидемической безопасности воды) выбрано определение термотолерантных кишечных палочек, по многим признакам наиболее близких к истинной кишечной палочке - Escherichia coli. Термотолерантные кишечные палочки, кроме роста на среде Эндо и ферментации лактозы, способны переносить температуру инкубации 43-44 °С.

Присутствие в воде термотолерантных кишечных палочек является верным признаком свежего фекального загрязнения и, следовательно, эпидемической опасности воды.

В СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» включено и определение общего числа кишечных па-

лочек (Escherichia coli communis, общие колиформы) - второй показатель эпидемической безопасности воды. Общие колиформы могут находиться в воде, содержащей большое количество органических веществ антропогенного происхождения, поэтому весьма вероятно присутствие клебсиелл, кишечных вирусов, яиц гельминтов, цист и ооцист простейших. Есть данные, что общие колиформы могут размножаться на дефектных стенках резервуаров чистой воды, труб распределительной сети при нарушении режимов их эксплуатации, в сальниках центробежных насосов.

Особенно важен тест на общие колиформы для оценки безопасности воды после хлорирования, когда свежее фекальное загрязнение исключено.

Отсутствие общих и термотолерантных колиформных бактерий, определяемых по лактозному и температурному признакам, в 100 мл питьевой воды - основной критерий эпидемической безопасности воды.

Третий показатель эпидемической безопасности воды - общее микробное число (ОМЧ). Под ним понимают количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (не более 50 в 1 мл). Этот показатель используется для контроля эффективности обработки воды на очистных сооружениях водопровода и должен рассматриваться в динамике.

Четвертый показатель эпидемической безопасности - колифаги вирусы Escherichia coli, постоянно присутствующие в местах обитания кишечной палочки во внешней среде. Колифаги по биологическому происхождению, размерам, строению, свойствам, механизму репликации наиболее близки к кишечным вирусам, но более устойчивы к факторам окружающей среды, чем патогенные для человека вирусы. Колифаги введены в СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» как санитарный показатель вирусного загрязнения. Их не должны обнаруживать в пробе обработанной питьевой воды объемом 100 мл.

Пятый показатель эпидемической безопасности воды - споры сульфитредуцирующих клостридий, которые являются косвенным показателем освобождения воды в процессе ее очистки (фильтрации) от устойчивых к обеззараживанию кишечных вирусов и паразитарных простейших. Клостридии определяют в воде из поверхностных источников для оценки эффективности обработки воды. Определение сульфитредуцирующих клостридий в воде распределительных сетей водопровода нецелесообразно. Данные показатели не должны обнаруживаться в пробе обработанной питьевой воды объемом 20 мл.

Для контроля безопасности питьевой воды в паразитарном отношении в СанПиН введено определение цисты лямблий. В норме они должны отсутствовать в пробе воды объемом 50 л при прямом микроскопировании после фильтрации через мембранный фильтр.

Приоритетность микробиологических критериев безопасности перед химическими обусловлена тем, что химическое загрязнение питьевой воды может вызвать нарушение здоровья человека, но популяционный риск химического загрязнения во много раз меньше, чем микробиологического.

Безопасность химического состава питьевой воды определяется ее соответствием нормативам по содержанию:

- обобщенных показателей³: водородного значения рН (6-9); общей минерализации (сухого остатка) - 1000 мг/л; жесткости общей (7,0 ммоль/л); перманганатной окисляемости по кислороду (5,0 мг/л); содержания нефтепродуктов (0,1 мг/л), поверхностно-активных веществ - ПАВ (0,5 мг/л); фенольного индекса (0,25 мг/л);

- вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения;

- вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека. Этот список включает нормативы более чем для 1000 ингредиентов воды.

Радиационная безопасность воды оценивается по общей альфарадиоактивности⁴ не более 0,1 Бк/л и бета-активности не более 1,0 Бк/л. При превышении нормативов общей активности питьевой воды необходимо определить радионуклиды и измерить индивидуальные уровни их радиоактивности.

Органолептические свойства питьевой воды нормируются в СанПиН «Питьевая вода» показателями «запах» и «привкус» не более 2 баллов (потребителем воды не ощущаются).

³ Обобщенные показатели следует включать в рабочую программу производственного контроля каждого водопровода. При контроле работы водопровода они играют двоякую роль. С одной стороны, это гигиенический норматив, с другой - это показатели стабильности состава исходной воды (у каждого источника есть свой диапазон колебаний этих показателей) и работы очистных сооружений. Важны не только абсолютные значения, но и их изменения во времени. При изменении обычного диапазона колебаний обобщенных показателей следует искать причины и принимать меры к стабилизации.

⁴ В нормах радиационной безопасности (НРБ 99/2009) удельная суммарная альфа-активность регламентирована на уровне 0,2 Бк/л.

Цветность, под которой понимают окрашенность воды природными гуминовыми соединениями, нормируется на уровне 20° (условных единиц имитационной платиново-кобальтовой шкалы). Такая цветность не воспринимается потребителем при толщине слоя воды 20 см (обычный слой воды в кастрюле, графине и т.п.).

Значимым является показатель мутности, отражающий содержание тонкодисперсных взвешенных веществ и снижающий прозрачность воды. На глинистых частицах, обусловливающих мутность воды, сорбирована основная масса вирусов. Снижение мутности фильтрованной воды способствует ее обеззараживанию. Таким образом, мутность воды является не только одним из показателей органолептических свойств, но и косвенным показателем эпидемической безопасности воды. Норматив «мутность» в единицах мутности по формазину (ЕМФ) составляет 2,6 мг/л или по каолину - 1,5 мг/л.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ НЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Под нецентрализованным водоснабжением понимается использование жителями населенных мест устройств и сооружений для удовлетворения питьевых и хозяйственных нужд с помощью водозаборных устройств (шахтных и трубчатых колодцев, родников) без разводящей сети. Открытость данной системы водоснабжения для общего пользования налагает на Роспотребнадзор обязанность контроля за состоянием водозаборных сооружений и качеством воды. В нецентрализованных системах водоснабжения используют грунтовые воды, не защищенные от поверхностного загрязнения и не подвергаемые обработке.

Вторая особенность этих систем водоснабжения заключается в том, что каждым водозаборным сооружением пользуется ограниченное количество населения, проживающего в непосредственной близости от водозабора. Это население имеет постоянные бытовые контакты между собой, что обусловливает общность окружающих микробиоценозов и наличие у людей достаточных иммунных механизмов для бесконфликтного сосуществования с ними. Имено поэтому среди населения, пользующегося колодцем, не возникают кишечные инфекции, даже в случае более высокого загрязнения его воды кишечной микрофлорой. Однако появление в данной местности контингентов мигрантов (турис-

тов, отрядов для уборки урожая, временных переселенцев и пр.) может привести к возникновению вспышек кишечных инфекций.

В РФ действуют СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников». По своему составу и свойствам качество воды должно соответствовать нормативам, приведенным в табл. 4. В СанПиН большое внимание уделяется органолептическим свойствам воды, причем запах и привкус нормируются на уровне приемлемых показателей (не более 3 баллов).

Из химических показателей выделены обобщенные: водородный показатель, сухой остаток, общая жесткость, окисляемость перманганатная; неорганические вещества: сульфаты, хлориды и нитраты как наиболее вероятный показатель загрязнения почвы навозом или азотными удобрениями в сельских условиях. Кроме того, есть указание о содержании любых химических веществ на уровне, не превышающем гигиенические нормативы (ПДК). Перечень веществ, подлежащих контролю, следует устанавливать для каждого источника водоснабжения исходя из местных условий и по результатам санитарного исследования при выборе места водозабора.

Набор показателей эпидемической безопасности почти совпадает с таковым в СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения». Необходимости во введении показателя «сульфитредуцирующие клостридии» нет из-за отсутствия очистных сооружений.

В настоящее время много водозаборных сооружений принадлежит гражданам на праве частной собственности. Санитарные правила безопасности, организации и содержания таких систем и безвредности качества воды в них такие же, как для нецентрализованных систем питьевого водоснабжения.

Качество питьевой воды, расфасованной в емкости, регламентируется СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества». Эти санитарные правила и нормы не распространяются на минеральные воды (лечебные, лечебно-столовые, столовые). Главная цель этих нормативов - обеспечить население высококачественной и оптимальной по содержанию биогенных элементов расфасованной водой. Важно, что при производстве расфасованной воды не допускается применение препаратов хлора. Предпочтительными методами обеззараживания являются озонирование и физические методы обработки, в частности, обработка ультрафиолетовым излучением.

Таблица 4. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения

Показатель

Единицы измерения

Норматив

Органолептические

Запах

Баллы

Не более 2-3

Привкус

Баллы

Не более 2-3

Цветность