Розділ 2. ГІГІЄНА ВОДИ ТА ВОДОПОСТАЧАННЯ

Вода є одним із найважливіших елементів зовнішнього сере­довища. Вона має велике значення для задоволення фізіологіч­них, санітарно-гігієнічних та господарських потреб людини. / Вкрай необхідна вона рослинам і тваринам. Вода входить до складу тканин і органів людини, бере участь у всіх фізико-хіміч- них процесах в організмі, здійсненні різних фізіологічних функцій, видаленні з організму продуктів обміну, регулює від­дачу тепла шляхом випаровування.- Загальний вміст води в орга­нізмі людини становить близько 65 % маси тіла.

Резорбція споживаної води починається у шлунку, але ос­новна її кількість всмоктується в кишечнику.

Вода постійно виводиться з людського організму через нир­ки, легені, кишечник і шкіру. Із сечею та екскрементами з орга­нізму виділяється близько 1,5 л води на добу, через легені — до 0,5 л, шкіру й потові залози, залежно від метеорологічних умов та виконуваної роботи, — від 0,5 до 10 л. Стільки ж води за до­бу людина і споживає. <

, \Людський організм погано переносить зневоднення. Втрата лише 1 —1,5 л води вже викликає відчуття спраги. Якщо втрата води становить 10 %, то це спричиняє серйозні порушення діяль­ності організму і навіть становить небезпеку для життя. Втрата 20—25 % води може спричинити смерть. /

Велика кількість води витрачається для миття тіла, прання білизни, приготування їжі, прибирання приміщень тощо.

Вода — це важливий чинник загартовування організму. Вод­ний спорт у відкритих водоймах та плавальних басейнах є прек­расним оздоровчим заходом.

Отже, стає зрозумілим, чому в сучасних містах потреба у во­ді на душу населення має становити 500 л на добу і більше.

Виконувати свою гігієнічну роль вода може лише тоді, коли вона якісна щодо органоліптичних, хімічних та бактеріологічних властивостей. В іншому разі неякісна або забруднена вода може спричинити ряд інфекційних хвороб: черевний тиф, холеру, ди­зентерію, гельмінтоз. Особливо великі вимоги ставлять до пит­ної води. Згідно з державним стандартом, питна вода має відпо­відати таким гігієнічним вимогам:

• бути безпечною в епідеміологічному відношенні — не міс­тити патогенних збудників, яєць та личинок гельмінтів, а також збудників протозойних хвороб;

• мати нешкідливий хімічний склад — не містити токсичних, радіоактивних речовин та лишків солей, здатних негативно впливати на здоров’я людей;

• мати цілющі органоліптичні властивості — мати температу­ру, що освіжує, бути прозорою, не мати кольору, запаху та стороннього присмаку.

Для оцінки якості води щодо епідеміологічних вимог в сані­тарній практиці широко використовують бактеріологічні показ­ники забруднення води — ступінь загальної бактеріальної за­брудненості води та наявність у ній кишкової палички.

Перший показник характеризує мікробне число, тобто кіль­кість мікробних колоній, що виростають при посіві 1 мл води, через добу на спеціальних середовищах (м'ясо-пептонний агар). За існуючими нормами у 1 мл питної води не повинно містити­ся більше ніж 100 мікробів, а у воді плавальних басейнів — 1000.

Другий показник — наявність у воді кишкової палички, яка є індикатором забруднення води фекаліями. Цей показник ха­рактеризують дві величини — колі-титр і колі-індекс.

Колі-титр — найменша кількість води, в якій виявляється одна кишкова паличка. Чим менше (нижче) колі-титр, тим біль­ше фекальне забруднення води.

Колі-індекс — кількість кишкових паличок, що міститься у

1 л.води.

У чистій воді артезіанських свердловин колі-титр, як прави­ло, вищий за 500 мл, а колі-індекс — менший 2. Для водогінної води колі-індекс має бути не більше 3, а колі-титр — 300 мл. У забруднених, погано обладнаних колодязях колі-титр може бути 100 мл, а колі-індекс — 10. Такі самі величини характеризуючі, воду у штучних плавальних басейнах.

Згідно з державним стандартом щодо хімічного складу піїт на вода має відповідати вимогам двох груп показників. Одні показники характеризують її токсикологічний стан, другі — ор­ганічну якість.

Наявність у воді токсичних речовин пов'язана в основному з промисловими та сільськогосподарськими забрудненнями вод­них джерел. Спеціальним списком Міністерства охорони здо­ров'я України передбачено гранично припустимий вміст понад 800 хімічних сполук.

Наприклад, алюмінію у воді повинно бути не більше 0,5 мг-л“¹; берилію — 0,0002; молібдену — 0,25; миш'яку —- 0,05; нітратів — 45; свинцю — 0,03; селену — 0,001; стронцію — 7; фтору для І і

II кліматичних зон — 1,5; для III зони — 1,2; для IV зони — 0,7 мг-л^-1.

Органоліптичні властивості води характеризуються: 1) запа­хом, смаком, забарвленістю, прозорістю, каламутністю; 2) вміс­том хімічних речовин, що впливають на органоліптичні якості води.

Прозорість води, тобто здатність пропускати світло, зале­жить від кількості в ній завислих часток мінерального та орга­нічного походження. Воду вважають прозорою, якщо через 30-сантиметровий її шар можна читати шрифт певного роз­міру.

Каламутність питної води не повинна перевищувати 1,5 мг-л^_1.

Забарвленість води зумовлена наявністю у ній гумінових ре­човин, а для відкритих водойм — розмноженням водоростей (цвітіння води). Вона вимірюється у градусах інтенсивності за­барвлення і не повинна бути більшою за 20.

Смак та запах води залежить від наявності у ній органічних речовин рослинного походження та продуктів їхнього розпаду. Вони можуть надавати воді землистого, мулистого, трав'янисто­го та болотного смаку і запаху. Під час гниття органічних спо­лук вода має гнилісний запах. Присмак та запах глибоких пі­дземних вод створюються розчиненими у них мінеральними со­лями та газами, наприклад сірководнем.

Інтенсивність запаху та смаку води вимірюється у балах за п'ятибальною системою (дуже слабкий — 1 бал, слабкий — 2, помітний — 3, виражений — 4, дуже сильний — 5). Запах та смак питної води не повинні перебільшувати 2 балів.

Питна вода з температурою 8—12 °С справляє найкращий ефект щодо задоволення спраги та стимулює функцію апарату травлення.

Органоліптичні якості води значною мірою залежать від якісного та кількісного складу хімічних речовин, що зустріча­ються у природних водах або забруднюють їх внаслідок різних причин.

Ці речовини також нормуються державним стандартом на питну воду. Так, водневий показник (рН) допускається від 6,0 до 9,0. Сухий залишок, що характеризує мінералізацію води, повинен бути не більше за 1000 мг-л~Загальна твердість, яка зумовлена вмістом у воді кальцію і магнію, не повинна пере­більшувати 7,0 мг-еквл“¹. Вміст заліза у воді не повинен перебільшувати 0,3 мгл^-1, марганцю — 0,1, міді — 1,0, поліфос- фатів — 3,5, сульфатів — 500,0 хлоридів — 350, цинку — 5,0 мгл^-1.

Основними джерелами водопостачання є підземні води та відкриті водойми. Після відповідної обробки можна також пити дощову, снігову та морську воду.

Підземні води утворюються внаслідок фільтрування води че­рез грунт і накопичення її у водопроникливих породах (пісок, гравій, вапняк), нижче яких розміщуються водотривкі породи (глина, граніт).

Підземні води, що знаходяться на першому водоносному го­ризонті від поверхні землі, називаються грунтовими. їх глибина коливається від 1—2 до декількох десятків метрів. Звичайно грунтові води з глибини 5—6 м і більше не містять у собі пато­генних мікроорганізмів. Але за деяких обставин виникає реаль­на загроза бактеріального забруднення грунтових вод. Якщо пі­дземні води знаходяться між двома водотривкими шарами — їх називають міжшаровими. При бурінні свердловини у міжплас- товому горизонті, що має ухил, вода може підніматися. Це так звані напірні, або артезіанські води. Міжпластові води можуть виходити на поверхню як джерело.

Артезіанська вода — найкраща для пиття. Однак і вона по­требує постійного санітарного нагляду, оскільки існує вірогід­ність її забруднення збудниками інфекцій (і у першу чергу, киш­кових), а також різними хімічними речовинами внаслідок випус­ку стічних вод промисловими підприємствами. Таке забруднен­ня може статися внаслідок притоку зараженої води з шарів, що лежать вище, з тріщин у водотривких породах, через занедба­ність шахти, иегерметичність обладнання гирла свердловини, при затопленні її паводковими водами.

Після артезіанської та джерельної вод за якістю стоїть грунто­ва вода. Для її використання будують шахтні криниці та трубчасті колодязі. Щоб запобігти забрудненню підземних вод при експлуа­тації водозаборів, слід дотримуватися таких гігієнічних вимог:

• місце обладнання шахтного або трубчастого колодязя має бути вище за рельєфом місцевості і якомога далі від об'єктів, що забруднюють грунт; це місце не повинно за­болочуватися;

• стінки колодязів або джерельний каптаж мають бути водо­непроникними й мати цементний (або глиняний) запір, щоб поверхневі води не фільтрувалися поблизу водозабір­них споруд;

• шахтні та трубчасті колодязі повинні надійно закриватися, щоб у них не потрапляло забруднення ззовні.

Місце для шахтного колодязя слід обирати на узвишші не ближче ЗО м від джерел забруднення. Якщо ж останні розташо­вані вище колодязя за рельєфом місцевості, то відстань між ни­ми має бути не менше як 50—100 м.

При будівництві шахтних колодязів бажано дійти до друго­го водоносного горизонту. Бічні стінки дна шахти закріплюють­ся водонепроникними матеріалами (залізобетонними кільцями, цеглою, дерев'яним зрубом). Над поверхнею землі стінки коло­дязя повинні підніматися не менше як на 0,8 м.

Найгігієнічнішим засобом підняття води з колодязя слід вва­жати ручні та механічні насоси. При відсутності останніх слід користуватися колективним відром.

Для трубчастих колодязів вказані вимоги трохи пом'якшують­ся, оскільки їх конструкція, з гігієнічної точки зору, більш надійна.

Відкриті водойми (ставки, озера, річки) утворюються внас­лідок стікання поверхневих вод у низовину. Живляться вони час­тково й підземними водами. Щодо епідеміологічного стану, то відкриті водойми потенційно небезпечні, оскільки вони можуть забруднюватись ззовні, особливо близько населених пунктів та у місцях випуску стічних вод.

Водночас у відкритих водоймах постійно проходять процеси самоочищення: розведення стічних вод, осідання завислих час­ток, мінералізація органічних речовин, відмирання мікробів то­що. Швидкість самоочищення залежить від потужності водойми, ступеню її забрудненості та кількості у воді розчиненого кисню. Виходячи із останнього, широко користуються визначенням у воді біохімічної потреби кисню (БПК), що є цінним показником ступеню забруднення води органічними речовинами та мірилом інтенсивності процесів самоочищення. БПК — це кількість кис­ню, що необхідна для повного біохімічного окиснення речовин, котрі містяться в 1 л води при температурі 20 °С. У чистих во­доймах БПК становить 3—6 мг-л^-1.

Санітарне обстеження водопостачання має велике значення для водозабору, визначення місць для спортивно-оздоровчих та­борів, масових купань, наплавних басейнів. Ним передбачено са­нітарно-топографічне обстеження (огляд на місці); взяття проби води для дослідження; вивчення рівня захворюваності серед на­селення та тварин у місцях знаходження джерела водопостачання.

Оглядаючи джерела водопостачання, основну увагу зверта­ють на виявлення можливих причин забруднення води (стічних вод промислових підприємств, лазень, пралень, туалетів, помий­них ям тощо). Якщо ж водойму передбачається використовува­ти для масового купання та плавання, обстежується грунт і рель­єф берегів та дна з метою виявлення небезпечних місць (ям, обривів, виходу холодних джерел тощо).

Швидкість течії води не повинна перебільшувати 0,5—1 м-хв^_1.

У тих випадках, коли воду передбачається використовувати ще й і для пиття, слід обстежити місце забору води.

Взяття проби води. Для хімічного аналізу воду (2—5 л) наби­рають у чисті пляшки на глибині ймовірного забору. Для цього існують спеціальні прилади (батометри) або місткості з клапаном у дні. Для бактеріологічного аналізу воду (250—500 мл) беруть на глибині 15—20 см у стерильний посуд. При заборі води з водого­ну її спускають протягом 10—15 хв. Всі проби закривають, нуме­рують і супроводжують спеціальним аркушем, в якому вказано назву джерела водопостачання, його місцезнаходження, час взят­тя проби, стан погоди у момент забору. Воду для хімічного ана­лізу зберігають не більше 6 год, а для бактеріологічного — 2 год (при температурі води 1—5 °С).

Вивчення захворюваності населення і тварин у районі дже­рела водопостачання здійснюють шляхом аналізу звітних мате­ріалів санітарно-епідеміологічних станцій. Особливу увагу звер­тають на захворюваність на дизентерію, черевний тиф, парати­фи, туляремію, ліптоспіроз тощо.

Величезна роль надається очищенню та знезараженню води.

Очищення води — це звільнення від завислих у ній часток, що дає змогу покращити її якість (усунення каламутності і забарвлення). Очищення можна здійснити відстоюванням та фільтруванням, але це потребує багато часу і не дає бажаного ефекту. Тому для цього найчастіше використовують коагуляцію за допомогою сірчанокислого алюмінію — А1₂(30₄)₃ (глинозем). Коагулянт зв'язується з солями кальцію і магнію, утворюючи гідрат оксиду алюмінію — А1(ОН)₃, який у вигляді пластівців осі­дає на дно. Після коагуляції воду фільтрують.

Знезараження води спрямоване на знищення у ній мікро­організмів. Для цього воду переварюють, хлорують, озонують, обробляють ультрафіолетовим промінням тощо.

При переварюванні води протягом 5—10 хв гинуть майже всі мікроби, але цим способом не можна знезаражувати велику кількість води.

Хлорування води — найбільш поширений спосіб її зне­зараження. Він ефективний, простий і економічний. На водоп­ровідних станціях та у плавальних басейнах воду хлорують га­зоподібним хлором за допомогою спеціальних приладів — хло­раторів, що здатні забезпечити необхідне дозування та безпе­рервне подання хлору. При попаданні у воду хлор утворює хлорноватисту кислоту, що швидко розкладається на вільний хлор та кисень, які згубно діють на мікроби, причому хлор тут відіграє головну роль.

При хлоруванні води на знищення мікробів йде незначна частка хлору, а решта зв'язується із завислими у воді частками, вступає у реакцію з органічними речовинами та йде на окислен­ня неорганічних. Все це визначає хлоропоглинальність води. Вона тим вище, чим більше у воді домішок.

При введенні у воду хлору кількість, якого перевищує її хлоропоглинальність, утворюється залишковий хлор. Необхідну для знезараження води кількість хлору, називають хлоропотре- бою води.

Згідно з державним стандартом на питну воду, оптимальною дозою хлору є така, яка при контакті з водою протягом ЗО хв за­безпечує вміст у ній 0,3—0,5 мг-л^—1 залишкового хлору. Така концентрація залишкового хлору у воді свідчить про надійне знезараження її, не шкідлива для здоров'я і не погіршує органо- ліптичних якостей.

Озонування води здійснюється за допомогою озону, який пропускають через неї. При цьому озон розкладається до ато­марного кисню (0₃ —> 0₂ + О), що згубно діє на мікроорганіз­ми. Крім того, озон покращує фізичні якості води. З гігієнічної точки зору, озонування є одним з кращих методів знезаражен­ня води. При цьому зменшується забарвленість води, зникають зайві запахи та присмаки, вода набуває приємного блакитного відтінку і сприймається як джерельна.

Доза озону, необхідна для знезараження води, становить 0,5—6 мг-л~^!, тривалість озонування — 3—5 хв.

Знезараження води ультрафіолетовими променями здій­снюють у спеціальних бактерицидних установках, де вода (тон­ким шаром) протікає між штучними джерелами ультрафіолето­вої радіації.

Найефективнішими виявилися промені з довжиною хвилі 250—260 нм, що здатні проникати через 25-сантиметровий шар прозорої води. Разом з тим каламутність і особливо забарвле­ність та вміст заліза зменшують проникність води для бактери­цидних променів.

Очищення та знезараження води у польових умовах має певні особливості. Для цього використовують коагулянти (сірча­нокислий алюміній) та прості фільтри. Найчастіше воду переварюють або хлорують хлорним вапном, якість якого зале­жить від вмісту в ньому активного хлору, тобто хлору, що справляє знезаражуючу дію. Вміст активного хлору має бути не менший за 15 %. Для цього вапно зберігають у закритій ємкості у сухому прохолодному й темному місці.

Хлорування води у польових умовах може здійснюватись нормальними дозами (якщо раніше вода була очищеною) та під­вищеними дозами, тобто перехлоруванням (якщо є підозра на значне її забруднення).

Для хлорування нормальними дозами потрібна така кіль­кість вапна, щоб залишковий хлор становив 0,3—0,5 мг-л^-1 за 30 хв контакту води з хлором улітку і за 1—2 год узимку.

При перехлоруванні доза хлору береться великою — 8—20 мг активного хлору на 1 л води. Для усунення залишко­вого хлору додають гіпосульфіт і воду фільтрують.

Для знезараження води у колодязях та криницях хлоруван­ня здійснюють за допомогою дозуючого патрону, виготовленого з пористої кераміки. Усередину патрону насипають 150—600 г хлорного ванна, наливають 100—300 мл води і перемішують до утворення однорідної суміші.

Після цього патрон закорковують і опускають у колодязь на 20—50 см від дна. Розчин хлорного вапна через пори патрона над­ходить у воду і знезаражує її. Тривалість дії патрона 20—ЗО діб.

Для знезаражування малої кількості води використовують переварювання, таблетки, що містять хлор: пантоцид (1 таблет­ка містить 3 мг активного хлору), аквацид (4 мг активного хлору), або йодні таблетки (3 мг активного хлорйоду).

Якість питної води залежить від системи водопостачання, яка може бути місцевою і централізованою. Перша більш поши­рена у сільській місцевості. Воду беруть із шахтних і трубчастих колодязів та криниць. Централізоване водопостачання здійсню­ється за допомогою водопроводу. Він являє собою систему спо-

руд для добування, очищення, знезараження та доставки води до споживача.

Для забезпечення високої якості водопровідної води (окрім очищення та знезараження) величезне значення має санітарна охорона від забруднення джерел водопостачання, тобто здій­снення цілого комплексу екологічних заходів.

Місце забору води на річці має бути вище джерел заб­руднення, глибина забору води — не менша ніж 2,5 м. Вода по трубах повинна надходити у приймальний колодязь, звідки за допомогою насосів першого підйому подаватися на очисні спо­руди водопровідної станції. Після очищення та знезараження вода надходить у резервуар чистої води, а звідти насосами дру­гого підйому подається у водопровідну мережу.

Для захисту джерел водопостачання навколо них створюють санітарно-захисні смуги (зони).

Перша смуга, або зона суворого режиму, — це ділянка дже­рела водозабору та територія, де розташовані основні споруди водопроводу: насосні станції, водоочисні споруди, резервуари чистої води. Цю територію огороджують та охороняють. Про­живання там неприпустиме. У службових приміщеннях слід дотримуватися чистоти, персонал повинен регулярно обсте­жуватись на бацилоносійство та дотримуватись правил особис­тої гігієни.

Режим першої смуги спрямований на те, щоб не допустити випадкового або зловмисного забруднення води у найбільш важ­ливих ділянках водопроводу.

Друга смуга, або зона обмеження, — це територія вища за течією від місця забору води (на великих річках — до 20—30 км, на середніх — до ЗО—60 км). На малих річках зона обмеження включає увесь басейн річки.

У другій смузі санітарної охорони забороняється або різко обмежується випуск побутових та промислових стічних вод, ку­пання, напування худоби, прання білизни.

Територію, суміжну з зоною обмеження, називають третьою смугою або зоною спостереження, у ній ведуть спостереження за рівнем захворюваності населення.