Виды источников водоснабжения и их

Все источники водоснабжения с гигиенической точки зрения, а также по происхождению и локализации можно разделить на 3 группы: подземные, поверхностные и атмосферные. Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. По глубине залегания и расположению по отношению к земным слоям все подземные воды делятся на верхнюю, среднюю и нижнюю зоны. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения чаще всего используют воды верхней зоны, глубина расположения которых достигает 1000, а иногда 2000 м. Так, в тундре и холодном климатическом поясе верхняя зона имеет глубину от 2 до 10 м. Инфильтрация талых снеговых вод делает минерализацию подземных вод очень низкой (100-150 мг/л). В умеренном климатическом поясе глубина залегания подземных вод верхней зоны увеличивается и достигает 20-60 м. Одновременно возрастает и минерализация воды (100-100 мг/л). Еще южнее, в теплом и южном климатических районах, продолжают увеличиваться глубина залегания подземных вод и их минерализация. Таким образом, при продвижении с севера на юг прослеживаются закономерное повышение минерализации подземных вод и увеличение глубины их залегания.

Еще одна закономерность, которую следует отметить при характеристике самоочищения подземных вод, это повышение загрязнения воды микроорганизмами, органическими веществами и токсичными примесями по мере уменьшения глубины её залегания. Данное обстоятельство обусловлено большим загрязнением поверхностных стоков и верхних слоев почвы. 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 аэробным микроорганизмов. На заключительном этапе минерализации происходит биохимическое окисление органических азотистых соединений до солей аммония и далее с участием аэробных бактерий рода B.nitrosomonas и B.nitrobacter соответственно до нитритов и нитратов. Этот процесс носит название нитрификации. Эффективность самоочищения воды в почве зависит от вида, структуры и толщины почвы, её инсоляции, аэрирования, температуры и ряда других физико-химических и микробиологических характеристик.

Качество подземных природных вод в значительной степени определяется строением земной коры. Верхний слой представлен почвой, содержащей большое количество микроорганизмов и перегнивающих органических веществ животного и растительного происхождения, т.е. гумусом. По мере углубления в грунте возрастает количество песчаных, каменистых и глинистых структур, уменьшается содержание органических веществ. Этот слой водопроницаем, но под ним расположен первый водоупорный пласт, состоящий из глины, гранита или других водонепроницаемых образований. Под первым водоупорным слоем чередуются водоносные горизонты, где носителями воды служат песок, трещиноватые породы, разделенные водоупорными слоями. Подземные воды каждого горизонта имеют свои особенности.

Наиболее близко к поверхности земли находятся почвенные воды. Они формируются из поверхностных стоков и отражают органический и минеральный состав верхнего почвенного слоя. Так, торфянистые и болотистые почвы насыщают воду органическими веществами растительного происхождения, а из черноземных и солончаковых почв в воду вымывается много минеральных веществ. Почвенная влага содержит много микроорганизмов, в т.ч. и патогенных. Почвенные воды неприемлемы в качестве источника водоснабжения в связи с высоким микробным, органическим и минеральным загрязнением, но играют важнейшую роль в поддержании влажности почвы, нормальном функционировании почвенных биоценозов. Эти воды используются растительными и животными организмами.

Почвенные воды, находящиеся в свободном состоянии, под действием гравитационных сил проникают до первого водоупорного слоя. Происходит их фильтрация, и формируются грунтовые воды, лежащие на первом водонепроницаемом пласте земной коры. Одновременно происходит горизонтальное перемещение грунтовых вод в соответствии с уклоном водоупорного слоя, что дополнительно способствует самоочищению воды. Грунтовым водам свойственна высокая минерализация, отражающая химический состав местного грунта. Они практически не содержат микроорганизмов, имеют низкую температуру и приятный вкус. В некоторых случаях при малой толщине слоя грунта, а также при его механическом нарушении достаточного самоочищения грунтовых вод не происходит, и такая вода непригодна для питья. Однако в большинстве случаев именно грунтовые воды служат источниками водоснабжения в сельской местности и при правильном оборудовании шахтных колодцев вполне отвечают санитарным требованиям. В почвенном слое над первым водоносным горизонтом могут находиться элементы водоупорного слоя в виде линз. На них скапливаются свободные гравитационные воды. Это разновидность грунтовых вод – верховодка. Однако из-за 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.

Наиболее стабильны и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые воды, располагающиеся между водонепроницаемыми пластами ниже первого водоупорного слоя. Толщина водоносных горизонтов межпластовых вод может составлять несколько десятков метров. Носителями воды в водоносном горизонте служат песок, трещиноватые породы (известняк), гравий. В некоторых случаях водоносные горизонты представлены пустотами, заполненными водой, т.е. они имеют вид подземных озер и рек. Этим объясняется осадка грунта при неумеренном откачивании межпластовых вод. Водоупорные слои могут распространяться на десятки и даже сотни километров, поэтому воды водоносных горизонтов формируются и проходят самоочищение, преодолевая огромные пространства. Межпластовым водам свойственны малое аэрирование и слабое развитие биологических процессов и форм жизни, стабильный химический состав и при этом более высокая минерализация, чем у грунтовых вод, содержание необходимых для человека макро- и микроэлементов (кальций, магний, йод, фтор), низкая стабильная температура, хорошие органолептические свойства. Межпластовые воды обычно доброкачественные и могут употребляться для питья без дополнительной обработки. Особое место среди межпластовых вод занимают артезианские воды, которые, обладая всеми благоприятными свойствами подземных вод, находятся под повышенным давлением. Образование напорных вод объясняется особенностями географических и геологических структур на обширных территориях (возвышенности, впадины, уклоны водоупорного слоя), обеспечивающих гидростатический напор воды, что при бурении скважин проявляется фонтанированием. Свойства артезианских вод в бактериальном смысле надежны и благоприятны, что обусловлено повышенным давлением и соответственно отсутствием возможности подсоса воды из загрязненных водоносных горизонтов.

Гидрогеологическое строение грунта в горной и холмистой местности, а также при наличии оврагов, русел рек имеет особенности. В указанных случаях возможно естественное нарушение водоупорных слоев и истечение подземных (грунтовых и межпластовых) вод в виде родников и ключей. Вода таких источников, как правило, доброкачественная, но необходимо правильное санитарно-техническое оборудование (каптирование) родников, исключающее биогенное загрязнение воды.

Средний пояс подземных вод расположен на глубине нескольких сотен метров. В отдельных регионах эти воды могут быть термальными, используются, в основном, с бальнеологическими целями или в качестве теплоносителя для отопления жилых зданий. Нижняя зона подземных вод залегает на глубине нескольких километров. Эти высокоминерализованные воды изолированы от окружающей среды и имеют стабильный химический состав. Контакт человека с этими водами происходит при бурении глубинных нефтяных скважин, когда воды поднимаются на поверхность как сопутствующий продукт. Воды нижнего пояса используются в качестве сырья для добычи присутствующих в них минеральных веществ.

К поверхностным источникам относятся воды рек, озер, искусственных водохранилищ, ручьев, болот, а также морей и океанов. Эти водоисточники различаются содержанием микроорганизмов, органических и минеральных веществ, способностью к самоочищению, обновлению водных ресурсов, физическими свойствами воды. Все поверхностные воды можно разделить на пресные и соленые. Наиболее часто для водоснабжения используются реки. Речные воды обладают наибольшими способностями к самоочищению, высоким дебитом, стабильностью естественного минерального состава. Вместе с тем они наиболее загрязняются антропогенными примесями, т.к. чаще всего используются для сброса хозяйственно-фекальных и техногенных сточных вод, обильно загрязняются сельскохозяйственными стоками. В больших количествах в них поступают паводковые и ливневые воды. Ещё одним недостатком рек как источников водоснабжения является уменьшение количества воды и даже пересыхание в жаркий период года. К более стабильным источникам водоснабжения относятся искусственно создаваемые водохранилища на крупных и средних реках, имеющие большой дебит. Однако с резким замедлением движения воды в искусственных водоемах снижается водообмен, что способствует накоплению и осаждению органических веществ, развитию анаэробной микрофлоры, цветению воды, образованию донных отложений, ила. Подобными недостатками обладают и естественные озера, вода которых ещё больше подвержена нарушению естественных биоценозов, накоплению органических веществ и гнилостных микроорганизмов, развитию бентоса, особенно при массивном заборе питьевой воды и сбросе сточных вод. Поверхностные и подземные источники, питающие озера, не справляются с поддержанием дебита. Это приводит к обмелению озер, что в свою очередь в южных районах влечет за собой засоление, а в северных – заболоченность.

Перспективным и практически неограниченным источником воды остаются моря и океаны. Однако морская вода в натуральном виде неприемлема для питья в связи с высокой засоленностью. Моря, как и другие поверхностные водоемы, имеют высокий уровень микробного и органического загрязнения, особенно в прибрежной зоне.

Для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения могут использоваться и атмосферные осадки в виде дождя и снега. Чаще такое применение осадки находят в засушливых южных районах, в арктической зоне, а также в экстремальных ситуациях. Дождевые и снеговые воды мягкие, маломинерализованные. Однако высокий уровень загрязнения атмосферы в современных условиях, особенно в промышленных регионах, позволяет сделать вывод о большом загрязнении осадков растворимыми токсичными веществами, твердыми аэрозолями и микроорганизмами.

Источниками воды для централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения могут служить как пресные поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т. п.), так и подземные воды (межпластовые - напорные и ненапорные). В условиях децентрализованного (местного) водоснабжения чаще используют подземные (грунтовые) воды, а также родники. В аридной зоне при отсутствии других источников водоснабжения широко используют атмосферные (дождевые) воды. Кроме того, в мировой практике рассматривают возможности водоснабжения населенных мест (и морских транспортных средств) за счет айсбергов Гренландии и Антарктиды, а также опресненной морской воды (Каспийское море, Мексиканский залив). Удельный вес использования тех или иных водоисточников в различных странах существенно отличается.

Водные ресурсы планеты Земля составляют почти 1,39 109 км3. Однако 96,5% всей воды на Земле сосредоточены в Мировом океане. Запасы пресной воды весьма ограничены и составляют в целом только 2,53%, из которых 1,74%> (т. е. более половины) сконцентрированы в ледниках. Вода составляет биосферу, а также содержится в других оболочках земли: в атмосфере в виде пара (12,9 103 км3), в литосфере (2,34 107 км3) и в живых организмах (1,1 103 км3). Пары воды, образуемые вследствие испарения с поверхностей океанов, морей, озер, водохранилищ, рек, почвы и транспирации растениями, поднимаются в атмосферу. Отсюда вода выпадает в виде дождя, снега; питает водоемы, пополняет моря и океаны. Часть атмосферных вод просачивается в почву, течет под землей и вливается в реки и моря, возвращаясь в дальнейшем в океан. Такое движение воды в природе называется большим круговоротом. В нем можно рассматривать два малых круговорота (рис. 2). Они связаны: один - с океанической, а второй - внутренний - с континентальной влагой.

Главным источником водоснабжения в Украине является речной сток. Он состоит из местного стока (52,4 км3), который формируется на территории Украины, и транзитного, поступающего с территорий других государств. Главными водоисточниками для Украины являются реки Днепр, Дунай, Днестр, Десна, Южный Буг, Прут и др. Наиболее мощной водоносной артерией является Днепр. Днепр обеспечивает водой почти 32 млн человек и 2/3 хозяйственного потенциала страны. Состояние воды и полноводье водных артерий зависят главным образом от состояния их притоков - малых рек, которых на территории Украины около 60 тыс, 90% населенных пунктов размещены именно в долинах малых рек. На территории Украины семь больших водохранилищ: Киевское, Каневское, Кременчугское, Днепропетровское, Днепродзержинское, Запорожское и Каховское. Полный объем аккумулированной в них воды составляет 43,8 км3.

В то же время Украина является одной из наименее обеспеченных водными ресурсами стран Европы. Ее водообеспечение составляет 1700 м3/год на 1 человека, из которых за счет стока местного формирования - только 1000 м3/год.

Рис. 2. Схема круговорота воды в природе: 1 - испарение с поверхности океанов и морей; 2 - атмосферные осадки над океанами и морями и частично над континентами; 3 - осадки, которые приносятся из океанов и стекают в них по поверхности суши; 4 - осадки, которые приносятся из океанов и стекают в них подземными путями; 5 - осадки, испаряющиеся на континенте; 6 - осадки, которые выпали на континенте, образовавшись за счет испарения на континенте; 7 - осадки, которые проникли в землю и стекают подземными путями в океаны

Водообеспечение из расчета на 1 человека в год во Франции, наиболее удобной для сравнения европейской стране, близкой Украине по площади и численности населения, составляет 4570м3. В Австрии этот показатель достигает 7700, в Швейцарии - 7280, в Италии - 3380, Великобритании - 2730. Становится очевидным, что водные ресурсы Украины используют, а следовательно, и загрязняют, в несколько раз интенсивнее, чем в других странах.

Подземные воды Украины имеют не меньшее значение. Прогнозируемые ресурсы подземных вод составляют 22,5 км3/год, из которых 30,2% - эксплуатационные запасы. Реально используют до 32% эксплуатационных запасов подземных вод. Почти 70% сел и поселков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет грунтовых вод, или более глубоких межплас-товых водоносных горизонтов.

Население и промышленность Украины ежегодно используют почти 30 км3, сельское хозяйство - 10,9 км3 воды. Общее использование подземных вод составляет 4,57 км3/год.

Гигиеническая оценка атмосферных вод. На качество и свойства атмосферных вод влияют процессы их формирования и условия сбора и хранения. Атмосферные воды образуются в результате конденсации водяного пара. Они содержат небольшое количество солей Ca и Mg и поэтому являются очень мягкими. В то же время на капельках дождевой воды и кристаллах снега сорбируются вещества, которые содержатся в атмосферном воздухе населенных пунктов: взвешенные частицы (пыль), серы диоксид, азота оксиды, углеводороды (в том числе и бенз(а)пирен), сероуглерод, различные аэрозоли (в том числе тяжелых металлов) и т. п. Особенно высокие уровни загрязнения выявляют в первых порциях атмосферных осадков, которые фактически промывают воздух, очищая его. Кроме того, на содержание взвешенных веществ и уровень контаминации микроорганизмами заметно влияют способ и условия сбора и хранения атмосферных вод.

В сельской местности, где нет подземных и поверхностных источников пресной воды, дождевую воду чаще всего собирают с крыш домов. Наилучшими являются крыши из оцинкованного железа. Первые порции дождевой воды омывают крышу и желоба от пыли, опавшей листвы и других загрязнений, вследствие чего в них отмечают неудовлетворительные органолептические свойства и они являются эпидемически опасными. Поэтому их надо сливать. Дождевую воду собирают в специальные бочки емкостью до 200 л. Ее количество зависит от среднего количества осадков для определенной местности. Если количество осадков значительное и составляет 1000 мм/год, то с 1 м2 можно собрать приблизительно 0,8 м3 воды. Такая вода является эпидемически опасной, поэтому для использования в питьевых целях ее нужно обеззараживать кипячением.

Для сбора больших количеств атмосферной воды используют специальные инженерно-технические сооружения-водосборные площадки.

Сравнительная гигиеническая характеристика подземных водоисточников. В зависимости от условий формирования выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и межпластовые (напорные и ненапорные).

Подземные воды, имеющие хозяйственное значение, образуются главным образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшое количество их образуется в результате фильтрации воды поверхностных водоемов (рек, озер, прудов, болот, водохранилищ и др.) через русла.

Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые делятся на водонепроницаемые и водопроницаемые. Водонепроницаемыми являются глина, известняки, гранит. К водопроницаемым относятся: песок, супесок, гравий, галечник, трещеноватые породы. Вода заполняет поры между частичками пород или трещины и продвигается под действием сил тяжести и капиллярности, постепенно заполняет водоносный горизонт. Глубина залегания подземных вод колеблется от 1-2 до нескольких десятков и тысяч метров.

Верховодка - это подземные воды, залегающие вблизи земной поверхности. Они накапливаются на первых от поверхности земли небольших по площади, прерывистых (линзоподобных) и водонепроницаемых включениях (рис. 3). Образуются за счет фильтрации атмосферных осадков. Режим пополнения верховодки водой непостоянен, так как зависит от количества осадков на ограниченной территории. Неглубокое залегание и особенности режима питания обусловливают очень малые запасы этой воды, которые к тому же значительно колеблятся на протяжении года. Кроме того, верховодка легко загрязняется, качество воды в ней значительно изменяется во времени и заслуживает низкой гигиенической оценки. Поэтому верховодку используют как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в исключительно редких случаях при отсутствии других источников водоснабжения. Кроме того, вследствие поверхностного залегания она является препятствием для эксплуатации подземных сооружений.

Рис. 3. Залегание подземных вод (схема): 1 - водонепроницаемые слои; 2 - горизонт грунтовых вод; 3 - горизонт межпластовых ненапорных вод; 4 - горизонт межпластовых напорных вод; 5 - верховодка; 6 - колодец, питающийся грунтовой водой; 7 - скважина, питающаяся межпластовой ненапорной водой; 8 - скважина, питающаяся адежпластовой напорной (артезианской) водой

Грунтовые воды собираются над первым от поверхности земли слоем водонепроницаемых пород (глина, гранит, известняк), где образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт, который называется горизонтом грунтовых вод. В зависимости от местных условий глубина залегания грунтовых вод колеблется от 1-2 до нескольких десятков метров. В Туркмении, например, есть колодцы глубиной до 150 м. Грунтовые воды движутся в направлении уклона водонепроницаемого слоя. Скорость их движения обычно невелика - от нескольких сантиметров до 1-3 м/сут в зависимости от водо-вмещающей породы.

Грунтовые воды являются ненапорными, их статический уровень в колодце соответствует глубине залегания. Они характеризуются непостоянным режимом, который зависит от гидрометеорологических факторов: частоты выпадения и количества осадков, наличия открытых водоемов. В результате этого регистрируются сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. С гигиенической точки зрения определяющим для качества грунтовых вод является санитарное состояние выше залегающей почвы, степень влияния которой зависит от глубины залегания грунтовых вод. В случае неглубокого их размещения вероятность попадания загрязнения повышается.

Грунтовые воды имеют более или менее постоянный физико-химический состав и лучшее качество, чем поверхностные. Фильтруясь через слой почвы, они преимущественно становятся прозрачными, бесцветными, не содержат патогенных микроорганизмов. Если почва по механическому составу мелкозернистая, то при залегании на глубине 5-6 м и более грунтовые воды вообще не содержат бактерий. В зависимости от химического состава почвы грунтовые воды могут быть слабо-, средне- или сильноминерализованными. Количество растворенных солей в грунтовой воде увеличивается в зависимости от глубины залегания, однако в большинстве случаев повышение минерализации незначительно.

Грунтовые воды широко используют в сельской местности для местного (децентрализованного) водоснабжения. Воду забирают с помощью колодцев различной конструкции (шахтных, трубчатых и др.). Иногда грунтовые воды используют для небольших локальных водопроводов, которые обеспечивают водой отдельные объекты, размещенные, например, за пределами населенных пунктов, в пригородной зоне зеленых насаждений или в поселках с местным водоснабжением. При децентрализованном водоснабжении в населенном пункте такие локальные водопроводы обязательно должны быть в больнице, на предприятиях местной пищевой промышленности (молокозавод, хлебозавод и др.) и т. п. Но чаще всего запасов грунтовых вод недостаточно для создания даже локального водопровода. Из шахтного колодца, забирающего грунтовую воду, можно получить от 1 до 10 м3/сут. К тому же пополнение почвенного слоя водой непостоянно и зависит от количества осадков. Поэтому иногда при создании водопровода с использованием грунтовых вод в качестве источника водоснабжения предусматривают их искусственное пополнение при помощи специальных инженерно-технических сооружений.

При загрязнении почв нечистотами существует опасность заражения грунтовых вод патогенными микроорганизмами. Опасность тем больше, чем интенсивнее загрязнение и чем глубже оно занесено в почву, чем выше зернистость породы и чем выше залегают грунтовые воды. В местах, где залегают трещиноватые породы или известняки с карстовыми ходами, бактерии могут распространяться на сотни метров. В предотвращении загрязнения грунтовых вод большую роль играет санитарная охрана почв.

Грунтовые воды на территориях, расположенных вблизи поверхностных водоемов, могут иметь с ними гидравлическую связь. В таких случаях речная вода фильтруется через породы, формирующие русло, пополняя запасы грунтовой воды. Такие грунтовые воды называют подрусловыми. Подрусловые воды иногда используют для водоснабжения посредством оборудования ин-фильтрационных колодцев, но из-за связи с открытым водоемом состав воды в них непостоянен и в гигиеническом отношении менее надежен.

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями, из которых один - нижний - является водонепроницаемым ложем, а другой - верхний - водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания меж-пластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины.

В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или ненапорными. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями. При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской1, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Ненапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.

Условия формирования и залегания (наличие водоупорного перекрытия, большое расстояние от мест выклинивания, значительная глубина залегания) определяют главную особенность межпластовых вод - постоянство количественных и качественных характеристик. Именно постоянство физических свойств и химического состава является важнейшими показателями санитарной надежности межпластового водоносного слоя. Какие-либо изменения хотя бы одного из показателей качества межпластовой воды являются сигналом о поступлении в ее слой воды из размещенных выше горизонтов, то есть сигналом о возможном загрязнении.

Надежно перекрытые межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 °С), постоянным физико-химическим составом, постоянным уровнем и значительным дебитом. Они прозрачные, без цвета, часто - без запаха и какого-либо привкуса. Концентрация минеральных солей в них выше, чем в грунтовых водах, и зависит от химического состава породы, в которой они накапливаются и передвигаются. Межпластовые воды - пресные, но могут иметь разную степень минерализации, вплоть до высокоминерализованных. Степень минерализации определяет другие показатели качества межпластовой воды (в частности, вкус и привкус) и корреллирует с содержанием хлоридов, сульфатов, солей жесткости (кальция и магния) и т. п. Межпластовые воды преимущественно щелочные (pH > 7) благодаря наличию гидрокарбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов. Иногда могут содержать много железа (II) в виде гидрокарбонатов, марганца (II) в виде сульфатов, сероводорода. Последний образуется в межпластовых водах в результате химических превращений некоторых минеральных солей: восстановления сульфатов, разложения сульфидов металлов (по реакции FeS2 + 2С02 + 2Н20 = H2S + S4- + Fe(HC03)2), при взаимодействии сернокислых солей, растворенных в воде, с битумозными глинами, торфом, нефтью и т. п. Иногда в межпластовых водах выявляют аммонийные соли, которые, как и се-

*В 1126 г. во Франции, в провинции Артуа, был оборудован колодец, из которого вода выливалась на поверхность. Это было необычным явлением. Колодцы, из которых вода самовыливалась, стали называть артезианскими.*

Роводород, имеют исключительно минеральное происхождение. При отсутствии свободного растворенного кислорода в глубоких межпластовых водах создаются условия для восстановления нитратов в нитриты и аммонийные соли. Поэтому относительно высокое содержание в межпластовых водах сероводорода и аммиака иногда бывает естественным и не свидетельствует об их загрязнении. В природных биогеохимических провинциях, связанных с залежами полиметаллических руд, межпластовые воды могут содержать значительное количество тех или иных микроэлементов, в частности мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома и др. Межпластовые воды Бучакского водоносного слоя (Полтавская область Украины) отличаются высоким содержанием фтора. Разумеется, что такие воды невозможно использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения без специальной обработки.

Безусловным преимуществом межпластовых вод является почти полное отсутствие микробной контаминации. Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищающей межпластовые воды от загрязнения, они почти не содержат микроорганизмов, тем более патогенных. Такие межпластовые воды эпидемически безопасны и не нуждаются в обеззараживании.

Межпластовые воды, в связи с условиями их формирования и залегания, надежностью перекрытия водоупорными слоями, постоянством состава и достаточно большим дебитом, имеют явные преимущества перед другими источниками водоснабжения и с гигиенической точки зрения заслуживают высокой оценки. В большинстве случаев они обладают высоким качеством - им присущи положительные органолептические свойства, физиологически благоприятный минеральный, в том числе микроэлементный, состав, отсутствие или очень низкое содержание вредных (токсических) химических веществ, эпидемическая безопасность. Поэтому их используют без предварительной обработки.

К сожалению, наряду с природными, на формирование состава подземных вод могут влиять и техногенные факторы. Такое влияние обычно бывает отрицательным и приводит к ухудшению качества межпластовой воды. Загрязнение может возникнуть в случае попадания воды из расположенных выше горизонтов при повреждении водоупорного перекрытия, при нарушениях во время бурения скважин, при их неправильном устройстве и эксплуатации, отсутствии тампонирования в процессе выведения из эксплуатации и т. п. В таких условиях наиболее вероятным является загрязнение ненапорных межпластовых вод, тогда как артезианские воды благодаря избыточному давлению в межпластовом слое лучше защищены и поэтому с гигиенической точки зрения более надежны.

Родниковая вода. Подземные воды, самостоятельно выходящие на поверхность, называют родниками. Выходить на поверхность могут как грунтовые, так и межпластовые воды, если соответствующий водоносный горизонт разрезается при падении рельефа, например на склоне горы, в глубоком овраге. Родники делятся на нисходящие и восходящие. Восходящие родники образуются при выходе на поверхность межпластовых напорных вод, нисходящие - грунтовых вод. Забирают родниковую воду для хозяйственных нужд с помощью водозаборных сооружений - каптажей.

Гигиеническая характеристика поверхностных водоемов. К поверхностным водоемам относятся реки, проточные и непроточные озера, водохранилища, ручьи. Поверхностные водоемы питаются за счет как атмосферных осадков, так и подземных вод. Поскольку водоемы пополняются преимущественно атмосферными осадками, химический состав воды в них в основном зависит от гидрометеорологических условий и заметно колеблется на протяжении года. В то же время на химический состав воды существенно влияет характер грунтов на территории водосбора - площади, с которой поверхностный сток в конечном счете попадает в конкретный водоем. Так как во время формирования поверхностных водоемов вода контактирует преимущественно с породами и почвами на поверхности земли, то она обычно содержит мало солей и является пресной.

По сравнению с подземными водами для поверхностных водоемов характерны большое количество взвешенных веществ, низкая прозрачность, повышенная цветность за счет гуминовых веществ, вымывающихся из почвы, более высокое содержание органических соединений, наличие аутохтонной микрофлоры, наличие в воде растворенного кислорода. Поверхностные воды, как правило, слабо или мало минерализованы, мягкие или умеренно жесткие. В то же время в непроточных озерах и водоемах концентрация солей в воде может быть повышенной вследствие испарения. Кроме того, высокая минерализация и жесткость характерны для водоемов, формирующихся в солончаковых грунтах. Химический состав воды поверхностных водоемов разнообразный.

Сухой остаток главным образом представлен ионами: СГ~, НСО~, SO^-, Ca2+, Mg2+, Na+. Соотношение этих ионов в воде разных водоемов значительно варьирует. Поверхностные водоемы в большинстве случаев имеют очень низкое содержание микроэлементов, хотя в природных биогеохимических провинциях возможна высокая их концентрация. Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона года и даже погоды. Так, во время ливня или таяния снега в водоем смываются взвешенные и гуминовые вещества, остатки химикатов с сельскохозяйственных полей, твердые бытовые и промышленные отходы и т. п. С атмосферными осадками, таянием снега связаны значительные колебания количества воды в поверхностных водоемах. В проточных водоемах расход воды1 весной во время наводнения значительно увеличивается, в то время как летом, особенно в жару и засуху, - уменьшается.

Открытые водоемы легко загрязняются извне. В природных условиях наблюдается определенное загрязнение взвешенными и гуминовыми веществами, остатками растений, которые вымываются поверхностным стоком из почвы, продуктами жизнедеятельности животных и птиц, рыб и водорослей. Поэтому с эпидемиологической точки зрения открытые водоемы потенциально опасны.

Основным источником загрязнения являются сточные воды, которые образуются вследствие использования воды в быту, на промышленных предприятиях,

*Под расходом воды подразумевают ее объем, проходящий за единицу времени через площадь поперечного сечения реки. Чаще всего измеряют в кубических метрах за секунду.*

Животноводческих и птицеводческих комплексах и т. п. Особенно опасен спуск в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Частичное загрязнение водоемов происходит поверхностным стоком: дождевыми, ливневыми водами, водами, образовавшимися во время таяния снегов. И сточные воды, и поверхностный сток добавляют в водоемы значительное количество взвешенных веществ и органических соединений, вследствие чего повышается цветность, сниэ/сается прозрачность, увеличивается окисляемость и БПК воды, уменьшается количество растворенного кислорода, повышаются концентрации азотсодер-жащих веществ и хлоридов, усиливается бактериальное обсеменение. С промышленными сточными водами и стоком с сельскохозяйственных полей в водоемы поступают токсические химические вещества.

Кроме того, вода открытых водоемов моэ/сет загрязняться вследствие использования водоема для транспортных (пассажирское и грузовое пароходство, лесосплав) целей, во время работы в руслах рек (например, добычи речного песка), водопоя животных, проведения спортивных соревнований, отдыха населения (см. раздел Л).

Однако каким бы значительным ни был уровень природного загрязнения, водоемы противостоят ему, пытаются избавиться от вредных веществ и, наконец, справляются с этим. Естественные процессы очистки воды от загрязнений называются самоочищением водоемов.

Самоочищение открытых водоемов происходит под влиянием различных факторов, которые действуют одновременно в разных комбинациях. Такими факторами являются: а) гидравлические (смешивание и разбавление загрязнений водой водоема); б) механические (осаждение взвешенных частиц); в) физические (влияние солнечной радиации и температуры); г) биологические (сложные процессы взаимодействия водных растений с микроорганизмами стоков, которые попали в водоем); д) химические (разрушение загрязняющих веществ путем гидролиза); е) биохимические (превращение одних веществ в другие за счет микробиологической деструкции, минерализация органических веществ в результате биохимического окисления водной аутохтонной микрофлорой). Самоочищение от патогенных микроорганизмов происходит за счет их гибели вследствие антагонистического влияния водных организмов, действия антибиотических веществ, бактериофагов и т. п.

При загрязнении водоемов бытовыми и промышленными сточными водами процессы самоочищения могут быть заторможены или угнетены. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые сточные воды, образовавшиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, опасны в эпидемиологическом отношении. Неочищенные промышленные сточные воды загрязняют водоемы значительным количеством различных химических веществ. Одни из них влияют на органолептические свойства воды, придавая ей неприятный привкус, запах, вид (хлорбензол, дихлорэтан, стирол, нефть и пр.), другие оказывают токсическое действие на организм человека и животных (мышьяк, кадмий, цианиды и пр.). Иные нарушают биологические и химические процессы в водоеме, замедляя или совсем прекращая самоочищение (ацетон, метанол, этиленгликоль и т. д.).

Иногда одно и то же вещество оказывает токсическое действие на организм человека и одновременно отрицательно влияет на самоочищение водоемов или ухудшает органолептические свойства воды (соединения свинца, меди, цинка, ртути и т. д.).

Гигиенические требования к качеству воды источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. С гигиенической точки зрения оптимальной является ситуация, когда вода в источниках водоснабжения полностью отвечает современным представлениям о доброкачественной питьевой воде. Такая вода не нуждается в обработке, и важно лишь не ухудшить ее качество на этапах забора из источника и подачи потребителям. Исходя из приведенной выше гигиенической характеристики, такими источниками могут быть подземные межпластовые воды, чаще всего - артезианские (напорные).

В других случаях вода источников, особенно поверхностных, нуждается в улучшении качества: уменьшении мутности (осветлении) и цветности (обесцвечивании), удалении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (обеззараживании), иногда - улучшении химического состава (опреснении, умягчении, дефторировании, фторировании, обезжелезивании и т. п.). Несмотря на постоянное усовершенствование методов водоподготовки, их возможности имеют определенные технолоически и экономически обоснованные ограничения.

Вода источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения должна быть такой, чтобы современные методы водоподготовки позволили получить доброкачественную питьевую воду, которая по всем показателям отвечала бы государственному стандарту (ГОСТ 2874-82, СанПиН № 136/1940).

Особого внимания заслуживают те показатели качества воды, которые мало изменяются в процессе обычной обработки, предусматривающей осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Такая обработка неэффективна в отношении растворенных в воде химических веществ. Даже специальные методы водоподготовки дают возможность уменьшить содержание лишь некоторых из них: железа - путем обезжелезивания, фтора - благодаря дефторирова-нию, сероводорода - за счет аэрации. Методы опреснения (снижения общей минерализации) и умягчения (снижения общей жесткости) требуют значительных дополнительных затрат электроэнергии, из-за чего стоимость водопроводной воды значительно повышается. Поэтому во время организации водоснабжения населенных пунктов желательно их избегать, хотя отсутствие пресноводных источников иногда вынуждает опреснять соленую морскую воду.

Изложенное выше обусловливает жесткое ограничение в воде всех источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения содержания сухого остатка, хлоридов, сульфатов, растворенных химических (особенно токсических) веществ, общей жесткости. Состав воды пресноводных подземных и поверхностных источников по этим показателям должен отвечать требованиям, предъявляемым к доброкачественной питьевой воде: сухой остаток - до 1000 мг/л (по согласованию с органами СЭС допускается до 1500 мг/л), концентрация хлоридов и сульфатов - до 350 мг/л и 500 мг/л соответственно,общая жесткость - до 7 мг-экв/л (по согласованию с СЭС до 10 мг-экв/л). Уровень химических веществ не должен превышать ПДК для воды водоемов хозяйственно-бытового водопользования, а также норм радиационной безопасности, которые утверждены Министерством здравоохранения Украины.

При условии одновременного наличия в воде токсических химических веществ, способных при комбинированном действии суммировать отрицательные эффекты, нужно придерживаться правил суммационной токсичности (см. с. 92).

Поскольку подземные и поверхностные водоисточники имеют природные особенности, а также разную степень защиты от неблагоприятного воздействия антропогенных факторов, гигиенические требования к качеству воды в них по всем другим показателям несколько отличаются.

Среди подземных источников есть такие, вода которых вообще не нуждается в обработке, поскольку обладает хорошими органолептическими свойствами, эпидемически безопасна, безвредна по химическому (в том числе радио-нуклидному) составу, физиологически полноценна. Эта вода полностью отвечает представлениям о доброкачественной питьевой воде и может подаваться населению без обработки. Такие подземные водоисточники относят к I классу. Гигиенические требования и нормативы качества воды в них полностью соответствуют таковым для питьевой воды согласно ГОСТу 2874-82.

Вода подземных источников II класса может содержать сероводород минерального происхождения (до 3 мг/л), значительно больше железа (до 10 мг/л) и марганца (до 1 мг/л). Это ухудшает ее органолептические свойства, поэтому необходимо применять специальные методы обработки. Для удаления H2S, Fe, Mn - применяют специальные аэраторы или окислители перед фильтрацией. От сероводорода можно очистить воду путем аэрации, от железа - путем аэрации с дальнейшей фильтрацией. Во время аэрации вследствие окисления кислородом воздуха Fe2+ превращается в Fe3+, в воде образуется нерастворимый железа (III) гидроксид Fe(OH)3, взвешенные частички которого остаются на фильтре. Одновременно вода очищается от избытка марганца.

Кроме того подземные воды II класса могут обладать повышенной перман-ганатной окисляемостью (до 5 мг/л) и повышенным индексом БГКП (до 100). Это является свидетельством эпидемической опасности воды. Поэтому ее необходимо обеззараживать перед подачей потребителю.

В отдельных случаях подземная вода может иметь несколько худшее качество, а именно повышенную до 10 мг/л мутность, увеличенную до 50° цветность, еще большее содержание железа (до 20 мг/л), марганца (до 2 мг/л), сероводорода (до 10 мг/л). Некоторые подземные воды содержат чрезмерное количество фтора (5 мг/л). Индекс БГКП достигает 1000 в 1 л. Такие подземные источники относят к III классу. Для улучшения качества воды необходима более глубокая обработка. Для снижения мутности и цветности следует осветлять и обесцвечивать воду путем фильтрации, предварительно подвергнув ее отстаиванию. Сероводород, железо и марганец удаляют методом аэрации с дальнейшей фильтрацией. При повышенном содержании фтора такую воду деф-торируют. И, наконец, для обеспечения эпидемической безопасности воду обязательно обеззараживают.

Таким образом, подземные водоисточники в зависимости от качества воды и методов водоподготовки делят на три класса (табл. 10). Аналогичный принцип лежит в основе классификации поверхностных водоисточников (табл. 11). С учетом условий формирования, среди них нет водоисточников с абсолютно прозрачной и бесцветной водой, не содержащих микроорганизмы и не нуждающихся в обработке. Поверхностные водоемы с маломутной (до 20 мг/л) и малоцветной водой (до 35°), без запаха, содержащей незначительное количество легко окисляемых (в том числе органических) веществ (перманганатная окисляемость до 7 мг/л, БПК2о до 3 мг/л) и марганца (до 0,1 мг/л), с несколько повышенной концентрацией железа (до 1 мг/л) и относительно невысокие

ТАБЛИЦА 10 Показатели качества воды подземных источников водоснабжения

ТАБЛИЦА 11 Показатели качества воды поверхностных источников водоснабжения

Уровни бактериальной контаминации (количество лактопозитивных кишечных палочек не превышает 1000 в 1 л) и фитопланктона (1000 кл/см3), относят к I классу. Соответствие такой воды требованиям ГОСТа 2874-82 можно обеспечить фильтрацией без коагуляции или применением небольших доз коагулянта и обеззараживания.

Ко II классу относят водоисточники с водой большей мутности (до 1500 мг/л) и большей цветности (до 120°), которая обладает ощутимым природным запахом интенсивностью не выше 3 баллов. Такая вода содержит несколько больше легко окисляемых (особенно органических) веществ. Перманганатная окис-ляемость такой воды достигает 15 мг 02/л, БПК20 - до 5 мг 02/л. Содержание в воде железа достигает 3 мг/л. Отмечается относительно высокий уровень бактериальной контаминации воды (количество лактозоположительных кишечных палочек не превышает 10 000 в 1 л) и значительное количество планктона (10 000 кл/см3). Такие водоемы считают сравнительно чистыми относительно промышленных и бытовых загрязнений и их можно использовать в качестве источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для очистки такой воды применяют традиционные методы обработки: для удаления фитопланктона - микрофильтрацию, для осветления и обесцвечивания - коагуляцию с отстаиванием (или осветление в массе взвешенного осадка) и дальнейшей фильтрацией; коагуляцию с двухступенчатой фильтрацией, контактное осветление и обязательно обеззараживание.

К III классу относят поверхностные источники, качество воды которых не может быть доведено до требований ГОСТа с помощью традиционных методов очистки. Вода таких водоемов очень мутная (до 10 000 мг/л), интенсивно окрашена в желто-коричневый цвет за счет гуминовых веществ (цветность до 200°), обладает сильным (но не более 4 баллов) природным запахом, содержит много окисляемых (особенно органических) веществ (перманганатная окисля-емость до 20 мг/л, БПК2о - до 7 мг/л). Содержание в воде железа до 5 мг/л. Вода имеет высокий уровень бактериальной контаминации (количество лактозоположительных кишечных палочек до 50 000 в 1 л) и большое количество планктона (100 000 кл/см3). При таком качестве воды в поверхностном водоеме для получения доброкачественной питьевой воды недостаточно применять только те методы обработки, которые предусмотрены для воды II класса. Необходимо проводить дополнительную обработку: для устранения мугности воды -дополнительную ступень отстаивания, запаха - применение окислителей и сорбентов, бактериальной загрязненности - более эффективное обеззараживание.

Если вода поверхностного водоема не отвечает гигиеническим требованиям, то есть по качеству не соответствует даже III классу (по некоторым или даже по одному показателю), то ее нельзя использовать для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, так как современные методы водо-подготовки не дают возможности получить из воды таких водоемов доброкачественную питьевую воду.

Выбор источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения является принципиально важной задачей гигиены воды и водоснабжения населенных мест. Гигиенически обоснованный выбор источника является предпосылкой обеспечения населения доброкачественной питьевой водой в достаточном количестве. Это одна из ответственных задач, от решения которой зависит здоровье потребителей, санитарно-бытовые условия проживания и благоустройство населенного пункта.

Выбор источника водоснабжения основан на нескольких принципах.

Первый принцип основан на необходимости обеспечения потребителя доброкачественной питьевой водой. Без сомнений, во время выбора источника предпочтение отдают тому, в котором качество воды выше. В этом смысле оптимальными являются подземные воды, а среди них - источники I класса, вода которых вообще не требует обработки.

Второй принцип - это принцип санитарной надежности. То есть в основу выбора источника положены оценка и прогноз вероятности его загрязнения. Ввиду условий формирования, залегания и питания подземные воды значительно лучше защищены от попадания загрязнений, и поэтому в санитарном отношении надежнее по сравнению с поверхностными. Самыми надежными с гигиенической точки зрения являются межпластовые напорные (артезианские) воды. Вторую позицию занимают межпластовые ненапорные, третью - грунтовые при условии искусственного пополнения. Поверхностные водоисточники - занимают последнее место. К тому же проточные водоемы (реки), процессы самоочищения в которых протекают интенсивнее, всегда имеют преимущество над непроточными (озерами, водохранилищами).

Во время выбора источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, кроме качества воды и санитарной надежности, учитывают достаточность запасов воды для удовлетворения нужд населенного пункта, определяют места водозабора и оценивают возможность организации зон санитарной охраны.

Гигиенические принципы, положенные в основу выбора источника водоснабжения, требования к качеству воды в подземных и поверхностных источниках, порядок осуществления выбора отражены в ГОСТе 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора".

Методика выбора источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения состоит в следующем. Прежде всего следует выявить местные водные ресурсы, собрать информацию о подземных и поверхностных водоемах, санитарных, гидрологических, гидрогеологических и топографических условиях их формирования, залегания и питания, санитарном состоянии прилегающей территории. Собирая сведения о поверхностных водоемах, необходимо обратить внимание на: 1) санитарное состояние водосборных площадей, их заселенность, развитие промышленности и сельского хозяйства; 2) наличие выпусков сточных вод; 3) характер использования реки выше предполагаемого места забора; 4) средний расход воды в реке, его колебания в течение года и особенно минимальный расход в самом маловодном месяце.

Информация о подземных водах включает: 1) глубину залегания водоносных горизонтов; 2) надежность их защиты водоупорными слоями; 3) характер водоносной породы (трещиноватая или песчаная); 4) размещение зон питания и их санитарную характеристику; 5) мощность водоносного горизонта; 6) санитарную характеристику местности в районе водозабора; 7) наличие источников загрязнения почвы и водоносных слоев и пр. На основании указанных сведений и данных личного санитарного обследования врач дает гигиеническую оценку условиям формирования и пополнения источников и делает прогноз их санитарного состояния.

Затем необходимо выяснить, отвечает ли качество воды в источниках гигиеническим требованиям, в каком источнике вода лучше и вообще не требует обработки или же необходимо значительно меньше усилий для получения доброкачественной питьевой воды. Для этого отбирают пробы воды и проводят их лабораторный анализ. Место взятия проб воды из водоема для физико-химических и микробиологических исследований выбирают исключительно учреждения санитарно-эпидемиологической службы. Результаты лабораторных исследований должны отражать особенности режима источника, а не случайные изменения, возникшие под влиянием переменных факторов. Особенно это касается поверхностных водоемов, состав воды которых изменяется в соответствии с временем года. Поэтому в таком случае необходим ежемесячный анализ проб воды в течение последних 3 лет. На основании данных санитарного обследования и результатов лабораторного исследования врач медико-профилактической специальности определяет, отвечает ли вода в источнике гигиеническим требованиям, изложенным в ГОСТе 2761-84, устанавливает класс подземных или поверхностных водоемов и определяет методы обработки воды для доведения ее до доброкачественной питьевой.

Далее следует определить, соджержит ли один или несколько источников необходимое количество воды, соответствующее гигиеническим нормам во-допотребления населенного пункта в целом. При этом следует учитывать перспективы роста города или села и его инфраструктуры. Вопрос о количестве воды уже сам по себе может радикально повлиять на выбор. В то же время санитарная надежность и качество воды в источнике являются первостепенными критериями. Поэтому возможность использования подземных межпластовых вод рассматривается даже при недостатке их запасов. Тот дефицит воды, который образуется при выборе более надежного, но недостаточно мощного подземного источника, может компенсироваться за счет менее надежных в гигиеническом отношении поверхностных источников.

В процессе выбора источника водоснабжения и определения мест водозабора обязательно учитывают возможность создания зон санитарной охраны и соблюдения соответствующего режима в пределах их поясов. Источник водоснабжения при наличии нескольких водоемов и одинаковой возможности обеспечения качества и количества воды выбирают путем технико-экономического сравнения вариантов схем обработки воды с учетом санитарной надежности источников.

На заключительном этапе на основании гигиенической оценки условий формирования и залегания подземных вод, санитарной оценки поверхностного источника и прилегающей к нему территории, оценки качества и количества воды источника, санитарной оценки места водозабора, возможности создания зон санитарной охраны (ЗСО) и прогноза санитарного состояния источника врач-профилактик делает гигиеническое заключение о пригодности конкретного подземного или поверхностного водоема в качестве источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Заключение должно содержать информацию о: 1) объекте водоснабжения; 2) гигиенической характеристике источника водоснабжения; 3) качестве воды в нем; 4) прогнозе санитарного состояния источника; 5) мероприятиях по организации ЗСО; 6) надлежащей обработке воды с целью доведения ее качества до требований стандарта на питьевую воду.

Гигиенические требования к организации и эксплуатации ЗСО источников централизованного водоснабжения. Для обеспечения санитарно-эпидемиологической надежности источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводных очистных сооружений устанавливают ЗСО. Их организуют на всех водопроводах - речных и артезианских, на действующих и сооружаемых или только проектируемых. Основной задачей ЗСО является охрана от загрязнения источников централизованного водоснабжения, мест водозабора, а также водопроводных сооружений и прилегающих территорий. Проектирование и эксплуатация ЗСО источников централизованного водоснабжения и водопроводов, подающих воду хозяйственно-питьевого назначения, осуществляется в соответствии с "Положением о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения".

Организацию СЗО начинают с разработки проекта. Определяют границы ЗСО и ее поясов и намечают план мероприятий по улучшению санитарного состояния ЗСО путем устранения существующего и предупреждения возможного загрязнения источника централизованного водоснабжения и ухудшения качества воды на этапах забора, водоподготовки и подачи ее населению.

ЗСО включают три пояса особого режима. Первый - пояс строгого режима - охватывает территорию и акваторию размещения водозаборов, площадок головных сооружений водопровода и водоподводящего канала. Второй и третий - пояс ограничений и пояс наблюдений - охватывают территорию, предназначенную для охраны от загрязнения источника водоснабжения. Санитарную охрану водоводов обеспечивают санитарно-защитной полосой.

Первый пояс ЗСО (строгого режима) устанавливают с целью исключения случайного или умышленного загрязнения воды в месте расположения водозабора и на этапах водоподготовки на головных очистных сооружениях водопровода. Второй и третий пояса ЗСО {ограничений и наблюдений) предназначены для предупреждения неблагоприятного влияния на качество и количество воды используемых или планируемых к использованию подземных и поверхностных источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Границы поясов ЗСО. Для водозаборов из подземных источников первый пояс ЗСО устанавливают при использовании надежно защищенных межплас-товых вод - в радиусе не менее 30 м вокруг скважины; недостаточно защищенных межпластовых вод - не менее 50 м. При использовании группы подземных водозаборов граница первого пояса должна находиться на расстоянии не менее 30 и 50 м соответственно от крайних скважин (или шахтных колодцев).

Границу второго и третьего поясов ЗСО устанавливают на основании гидродинамических расчетов. Границу второго пояса устанавливают так, чтобы при попадании микробного (нестабильного) загрязнения в водоносный горизонт за пределами второго пояса оно не достигало водозабора. Для эффективной защиты подземного источника водоснабжения от микробного загрязнения необходимо, чтобы расчетное время продвижения загрязнения с подземными водами от границы второго пояса до водозабора было достаточным для потери жизнеспособности и вирулентности патогенными микроорганизмами, то есть для эффективного самоочищения воды. В климатических условиях Украины этот расчетный период составляет для грунтовых вод 200 или 400 сут в зависимости от отсутствия или наличия гидравлической связи с открытыми водоемами, для межпластовых - 100 или 200 сут соответственно. Гидрогеологическими и гидродинамическими показателями, определяющими скорость движения подземных вод, являются: дебит водозабора; мощность водоносного слоя; величина уклона естественного потока подземных вод; коэффициент фильтрации; активная пористость грунта. Существует несколько методик для расчета границ второго пояса ЗСО1.

Определяя границу третьего пояса ЗСО, исходят из того, что если за его пределами в водоносный горизонт попадут химические вещества (стабильное загрязнение), то они или не достигнут водозабора, или будут перемещаться с подземными водами вне участка питания, или же достигнут его, но не раньше расчетного времени (Тх). Этот показатель должен превышать продолжительность технической эксплуатации водозабора и составлять не менее 25 лет.

Для водозаборов из поверхностных водоисточников границу первого пояса ЗСО водопровода, в том числе с водоподводным каналом и водозабором для искусственного пополнения запасов подземных вод, устанавливают на следующих расстояниях: 1) для проточных водотоков - вверх по течению не менее 200 м от водозабора; 2) вниз по течению не менее 100 м от водозабора; 3) по прилегающему к водозабору берегу - не менее чем за 100 м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне; 4) в направлении от прилегающего к водозабору берега в сторону водоема при ширине реки или канала менее 100 м - вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне, при ширине реки или канала более 100 м - полоса акватории шириной не менее 100 м.

Для непроточных водоемов (водохранилищ, озер) границу первого пояса устанавливают в зависимости от санитарных и гидрологических условий: по акватории во всех направлениях - не менее чем 100 м от водозабора, 100 м от линии уреза воды при летне-осенней межени.

*Рекомендации по гидрогеологическим расчетам для определения границ второго и третьего поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. - М., ВНИИ "ВОДГЕО", 1983. - 18 с.*

На водозаборах ковшового типа в первый пояс ЗСО следует включать всю акваторию ковша.

Граница второго пояса для водозаборов должна быть настолько удалена вверх по течению, чтобы время пробега воды по основному водотоку и его притокам (в целях микробного ее самоочищения) от границы ЗСО до водозабора при 95% обеспеченности стока составляло не менее 5 сут - для I и II климатических районов и не менее 3 сут - для III и IV климатических районов. Рассчитывают верхнюю границу второго пояса по формуле:

Где L - расстояние от водозабора до верхней границы зоны (м); V - скорость течения воды в водоеме (м/сут); t - время течения воды по основному водотоку и его притокам (3 или 5 сут).

На больших и средних реках зона ограничения распространяется вверх по течению на 30-60 км. На малых реках с расходом воды до 10 м3/с во второй пояс включают территорию бассейна реки.

Боковые границы второго пояса ЗСО определяются береговой полосой, ширина которой от линии уреза воды при наивысшем ее уровне должна быть: 1) при равнинном рельефе местности - не менее 500 м; 2) при гористом рельефе местности - до вершины первого склона, обращенного в сторону источника водоснабжения, при пологом склоне в пределах 750 м и не менее 1000 м - при крутом. На судоходных реках к границе второго пояса нужно причислить акваторию, прилегающую к водозабору, шириной до линии фарватера.

Чтобы не допустить влияния ветровых обратных течений на качество воды в районе водозабора, устанавливают нижнюю границу второго пояса ЗСО на расстоянии не менее 250 м от водозабора. Если установить нижнюю границу второго псяса ЗСО невозможно, согласовывают с санитарно-эпидемиологической службой повышенные требования к технологии обработки воды с тем, чтобы качество питьевой воды соответствовало государственному стандарту и в условиях ветровых обратных течений.

На непроточных водоемах (водохранилищах и озерах) граница второго пояса ЗСО должна быть удалена в обе стороны от водозабора, исходя из времени поступления воды к последнему в течение 5 сут - для I и II климатических районов и не менее 3 сут - для III и IV климатических районов. Во второй пояс ЗСО следует включать прибрежные участки по обе стороны водозабора: со стороны преобладающих ветровых течений - 3-5 км (при их повторяемости соответственно менее и более 10%), с противоположной стороны 1 км. На этом протяжении в ЗСО включается пояс шириной от уреза воды в глубь берега на 3-5 км, в глубь водохранилища ширина акватории - 0,5-1 км.

Границы третьего пояса ЗСО поверхностных источников вверх и вниз по течению совпадают с границами второго пояса. Боковые границы должны проходить по линии водоразделов на расстоянии 3-5 км, включая притоки.

Для санитарной охраны водопроводных сооружений устанавливают ЗСО на расстоянии 30 м от запасных и регулировочных емкостей, фильтров, контактных осветлителей и насосных станций. На расстоянии 15м - от отстойников, помещений реагентного хозяйства, склада хлора и др. На расстоянии 10 м - от водонапорных башен. Вдоль водоводов обязательно устанавливают санитарно-защитную полосу. На трассах с низким залеганием грунтовых вод ее ширина по обе стороны от крайних линий водоводов должна быть на менее 10 м, если диаметр водовода составляет 1000 мм, и 20 м - при диаметре водовода свыше 1000 мм. В местностях с высоким уровнем залегания грунтовых вод санитарно-защитную полосу устанавливают шириной 50 м по обе стороны независимо от диаметра водоводов.

Режим эксплуатации ЗСО. Первый пояс ЗСО - зону строгого режима - обязательно ограждают забором на суше или буями и другими предупредительными знаками по акватории, постоянно охраняют или оборудуют охранной сигнализацией. В пределах первого пояса ЗСО проводят озеленение, ночное освещение, планирование территории для отведения поверхностного стока за ее границы. Сточные воды, образовавшиеся на водопроводной станции, отводят в ближайшую систему бытовой канализации или на местные очистные сооружения за границы первого пояса ЗСО. В зоне строгого режима запрещено находиться посторонним лицам, размещать жилые и общественные строения, прокладывать трубопроводы и проводить строительно-монтажные работы, не связанные непосредственно со строительством, реконструкцией и эксплуатацией водопроводных сооружений и сетей. Также запрещено пасти скот, применять пестициды, органические и минеральные удобрения. При водозаборе из поверхностного водоема в зоне строго режима запрещено сбрасывать какие-либо сточные воды, обустраивать причалы, проводить работы по углублению дна и добывать гравий или песок.

В пределах второго пояса ЗСО - зоны ограничений - проводят мероприятия по санитарному благоустройству территории населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов и отдельных строений (их централизованное водоснабжение, канализацию, оборудование водонепроницаемых выгребов и пр.). Ограничивают отведение территорий под новую застройку, лечебно-профилактические и оздоровительные учреждения, промышленные и сельскохозяйственные объекты. Купание, занятия туризмом, водным спортом и рыбную ловлю разрешают лишь в определенных местах, отведенных органами государственной санитарно-эпидемиологической службы. Требуют оборудовать судна, дебаркадеры и брандвахты приспособлениями для сбора сточных вод и твердых отходов. Выполняют противоэрозийные мероприятия для охраны земель. Выявляют, тампонируют (или обновляют) старые, недействующие, дефектные или неправильно эксплуатировавшиеся скважины и шахтные колодцы, регулируют строительство новых скважин. Запрещено размещать склады топливно-смазочных материалов, пестицидов и минеральных удобрений, накопители промышленных сточных вод, шламонакопители, нефтепроводы и продуктопроводы, кладбища, скотомогильники, поля ассенизации и фильтрации, сооружения подземной фильтрации, полигоны твердых (в том числе промышленных) отходов, навозохранилища, силосные траншеи, животноводческие и птицеводческие предприятия и т. п. Использовать химические вещества можно лишь по разрешению государственной санитарно-эпидемиологической службы, а применять пестициды и минеральные удобрения запрещено вообще. Нельзя рубить лес. Вдоль берегов поверхностных водоемов запрещено вспахивать земли, выпасать скот ближе чем за 300 м от берега, а также садоводство и огородничество. Нельзя брать с водного объекта песок и проводить другие дноуглубляющие работы, не связанные со строительством и эксплуатацией водопроводных сооружений. Запрещено закачивать отработанные (оборотные) воды в подземные горизонты, складировать под землей твердые отходы и разрабатывать недра земли.

В пределах третьего пояса ЗСО запрещено выпускать в водоемы сточные воды, не отвечающие требованиям СанПиН 4630-88 "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения" и нормам Водного кодекса Украины. Обязательным является выявление, тампонирование (или обновление) старых, недействующих скважин и неправильно эксплуатируемых скважин. Бурение новых и проведение какого-либо нового строительства возможно лищь по согласованию с органами государственной санитарно-эпидемиологической службы. Нельзя закачивать отработанные (оборотные) воды в подземные горизонты, складировать под землей твердые отходы и разрабатывать недра земли.

В пределах санитарно-защитной полосы водоводов не должно быть источников загрязнения почвы и грунтовых вод. Категорически запрещено прокладывать водоводы на территориях свалок мусора, полей ассенизации, фильтрации и орошения, кладбищ, скотомогильников, а также промышленных, агропромышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Для целей водоснабжения могут быть использованы открытые водоемы, подземные и атмосферные воды.
Выбор источника водоснабжения устанавливается на основании следующих данных:
характеристика санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории (для подземных источников водоснабжения);
характеристика санитарного состояния места водозабора и самого источника выше и ниже водозабора (для поверхностных источников водоснабжения);
оценка качества воды источника водоснабжения;
определение степени природной и санитарной надежности и прогноза санитарного состояния.
Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водо-снабжения и места водозабора устанавливают органы государ-ственной санитарно-эпидемиологической службы министерств здравоохранения.
При оценке пригодности места водозабора и источника в целом учитываются следующие данные:
краткая характеристика населенного пункта;
ситуационный план, на котором обозначено место предпо-лагаемого водозабора;
схема проектируемого централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения;
указание суточного уровня водопотребления с расчетом на перспективу;
-- данные о качестве воды источника.
Помимо этих общих положений, отдельно дается оценка пригодности места водозабора для поверхностных и подземных водоисточников, а именно:
при подземном водоисточнике необходимо учитывать гидрогеологическую характеристику используемого водоносного горизонта, наличие и характер перекрывающих его слоев и степень их водонепроницаемости, зону питания, соответствие дебита источника намеченному водоотбору, санитарную характеристику местности в районе водозабора, существующие и потенциальные источники загрязнения;
при выборе водоисточника из поверхностных водоемов необходимо обращать внимание на гидрологические данные, минимальные и средние расходы воды, соответствие их предполагаемому водозабору, санитарную характеристику бассейна, наличие промышленных, бытовых, сельскохозяйственных и других объектов, их развитие в будущем.
4.7.1. Открытые водоемы
Открытые водоемы (наземные воды) делятся на естественные (реки, озера) и искусственные (водохранилища, каналы). Их формирование происходит главным образом за счет поверхно-стного стока, атмосферных, талых, ливневых вод и в меньшей степени за счет питания подземными водами. У некоторых во-доемов питание может быть смешанным.
Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая непосредственно соприкасается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает благоприятные условия для развития водной флоры и фауны, активного течения процессов самоочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами, особенно вблизи крупных населенных пунктов и промышленных предприятий.
С целью водоснабжения наиболее часто используются реки, которые представляют собой естественные стоки родников, болот, озер, ледников. Речные воды характеризуются большим количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью.
Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы, пополняющиеся водой главным образом за счет атмосферных осадков, родников. На дне образуются значительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Пруды и озера могут бьггь использованы для водоснабжения в небольших сельских населенных пунктах лишь в том случае, если подземные воды залегают очень глубоко. Эти во-доисточники менее пригодны для питьевых целей, так как зна-чительно подвержены загрязнению и обладают слабовыражен- ной способностью самоочищения. В них часто наблюдается цветение за счет развития водорослей, что ухудшает органолептические свойства воды. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении.
Искусственные водохранилища (или зарегулированные водоемы) создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотгок. Чаще всего имеют комплексное назначение (промышленное, энергетическое, для целей водоснабжения и др.). Устраиваются на реках, что сопровождается затоплением прилегающих огромных территорий. Качество воды в таких водохранилищах в значительной мере зависит от состава речных, талых и грунтовых вод, участвующих в их формировании.
Большое влияние на качество воды в водохранилище, особенно в первые годы его эксплуатации, оказывает санитарная подготовка его ложа (дна). Только полная и тщательная санитарная обработка всей затапливаемой территории, удаление растительности, уборка и дезинфекция земельного участка, занимаемого населенным пунктом, особенно кладбищ, больниц, скотомогильников и др., могут гарантировать эпидемиологическую безопасность и хорошие органолептические свойства воды. В условиях застойного режима, особенно летом, наблюдается "цветение" водохранилищ за счет развития сине-зеленых водорослей. Продукты распада водорослей (аммиак, индол, скатол, фенолы) ухудшают органолептические свойства воды.
Открытые водоемы характеризуются непостоянством химического и бактериального состава, резко меняющегося в зави-симости от сезонов года и атмосферных осадков. Они отличаются небольшим содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.
При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов, так как известно, что в водоеме может находиться большое количество низших растений и животных, влияющих на качество воды. Вследствие этого водная флора и фауна используются в качестве показательных организмов, чувствительных к изменению условий жизни водоема. Эти биологические организмы называются са- пробными (sapros - гнилостный). Существуют четыре степени Органические
вещества
Интенсивность развития отдельных форм
а-Мезосапробная
с
?5 р-Мезосапробн Олигосапроб
Полисапробная

Кислород
Число видов
С
8
Рис. 4.1. Сапробные зоны.
(зоны) сапробности: полисапробная, а-мезосапробная, р-мезо- сапробная и олигосапробная. Каждой зоне сапробности соответствуют свои условия жизни, степень загрязненности, содержание в воде органических веществ, кислорода, наличие животных и растительных форм (рис. 4.1).
Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процессами. Окислительные процессы отсутствуют. Отмечается большое количество белковых веществ, распадающихся в анаэробных условиях. В полисапробных зонах флора и фауна крайне бедны. Обитает мало видов и преобладает один вид, наиболее устойчивый к этим условиям. Происходит интенсивное размножение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл. Водные цветковые растения и рыбы отсутствуют.
а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды приближается к полисапробной, условия разложения белка в значительной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Ко-личество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветковые растения редки, но имеются водоросли и простейшие.
Р-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительными и поэтому вода не загнивает. Количество органических веществ сравнительно невелико, так как они минерализуются почти до конца. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десятками тысяч. Появляются инфузории, разнообразные виды рыб.
Олигосапробная зона характеризуется практически чистой во-дой, пригодной для водоснабжения. В воде отсутствуют процессы восстановления, органические вещества полностью минера-лизованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1000 в 1 мл воды. Флора и фауна весьма разнообразны, интенсивно развиваются различные водоросли, появляются моллюски, ра-кообразные, насекомые. Много цветковых растений и рыб.
При санитарно-гигиенической оценке открытых водоемов большое значение имеют и другие исследования, в частности гельминтологические. Подземные воды образуются главным образом за счет фильт-рации атмосферных осадков через почву. Небольшая часть их образуется в результате фильтрации воды открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ и т. д.) через русло.
Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые по отношению к воде разделяются на водоупорные (водонепроницаемые) и водопроницаемые. Водоупорными породами являются гранит, глина, известняк; к водопроницаемым относятся песок, гравий, галечник, трещиноватые породы. Вода заполняет поры и трещины этих пород. Подземные воды по условиям залегания делятся на почвенные, грунтовые и меж- пластовые (рис. 4.2).
Почвенные воды (поверхностные, или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте, не имеют защиты в виде водоупорного слоя, поэтому состав их резко меняется в зависимости от гидрометеорологических условий. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко подвергаются загрязнению, так как находятся в зоне просачивания атмосферных вод, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует.
Состояние почвенных вод может оказывать влияние на качество грунтовых вод, расположенных ниже почвенных.

Рис. 4.2. Общая схема залегания подземных вод.
1 - водоупорные слои; 2 - водоносный горизонт грунтовых вод; 3 - водоносный горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 - водоносный горизонт меж- пластовых напорных вод (артезианских); 5 - колодец, питающийся грунтовой водой; 6 - колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 7 - ко-лодец, питающийся межпластовой напорной водой.
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды безнапорные, их уровень в колодце устанавливается на уровне подземного слоя воды. Образуются они за счет просачивания атмосферных осадков и уровень вод подвержен большим колебаниям в различные годы и сезоны. Грунтовые воды отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через довольно значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Глубина их залегания в различных местностях колеблется от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельских местностях.
В предупреждении загрязнения грунтовых вод большую роль играет санитарная охрана почвы.
Забор воды производится с помощью колодцев (шахтные, трубчатые и др.). Некоторые из них иногда используются для небольших водопроводов.
В прибрежных местностях грунтовые воды могут иметь гидравлическую связь с водами рек и других открытых водоемов. В этих случаях происходят просачивание речной воды в грунтовый слой и увеличение количества грунтовой воды. Эти воды называются подрусловыми. Подрусловые воды иногда используются в питьевых целях путем устройства инфильтрационных колодцев. Однако вследствие связи с открытым водоемом состав воды в них непостоянен и менее надежен в санитарном отношении, чем в хорошо защищенных грунтовых слоях.
В местности с пересеченным рельефом на склонах гор или в глубине больших оврагов грунтовые воды могут выходить на поверхность в виде родников. Эти родники называются безнапорными, или нисходящими. Родниковая вода по составу и качеству не отличается от питающей ее грунтовой воды и может быть использована для целей водоснабжения.
Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют как бы непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под дав-лением. Поэтому такие воды благодаря напору снизу могут высоко подниматься в колодцах, а иногда самопроизвольно фон-танировать (артезианские воды). Водонепроницаемая кровля надежно изолирует их от просачивания атмосферных осадков и вышерасположенных грунтовых вод. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Эти места часто находятся далеко от места пополнения основных запасов межпластовой воды. Вследствие глубокого залегания межпластовые воды имеют устойчивые физические свойства и химический состав. Малейшее колебание их качества можно рассматривать как признак санитарного неблагополучия. Загрязнение межпластовых вод происходит крайне редко при нарушении целости водоупорных слоев, а также при отсутствии надзора за старыми, уже используемыми скважинами. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на по-верхность в виде восходящих ключей или родников. Их обра-зование связано с тем, что водоупорный слой, расположенный над водоносным, прерывается оврагом. Качество родниковой воды не отличается от питающих ее межпластовых вод.
Атмосферные осадки
Атмосферные осадки образуются в результате сгущения водяных паров атмосферы и выпадения их на землю в виде дождя, содержат небольшое количество солей кальция, магния и поэтому являются очень мягкими. В качестве источника водо-снабжения атмосферные осадки используются редко, главным образом в безводных, засушливых местах, т. е. там, где нет от-крытых водоемов, а получение подземных вод затруднено вследствие их глубокого залегания. При использовании осадков для питьевых целей сбор их должен производиться с соблюдением санитарных правил, в чистые емкости, надежно защищенные от внешних загрязнений. Ввиду того что атмосфера промышленных городов может быть загрязнена различными кислотами, солями натрия, кальция, магния, сажей, пылью, микроорганизмами, атмосферные осадки могут загрязняться и становятся непригодными для питья.
Качество атмосферных осадков зависит также от климатических условий и от того, когда была собрана вода - во время обильных дождей или в период засухи.
Талые воды, образующиеся после таяния снега и льда, ис-пользуют крайне редко в безводных местах. Загрязняются они так же, как атмосферные.
При выборе источников водоснабжения необходимо провести их сравнительную санитарно-гигиеническую оценку и решить этот вопрос конкретно, с учетом местных условий (табл. 4.10).
Исходя из основных гигиенических принципов, в качестве источника водоснабжения должен быть выбран тот, который в своем естественном состоянии более всего приближается к требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01. Наиболее предпочтитель-ным источником являются межпластовые артезианские воды, так как они настолько чисты, что не нуждаются в мероприятиях по очистке и обеззараживанию, требующих специальных сооружений, обслуживающего персонала, больших экономических затрат на строительство и эксплуатацию. Кроме того, они являются напорными, самоизливающимися, что также удобно Характерные особенности источников водоснабжения Поверхностные
источники Подземные источники грунтовые межпластовые Доступность, географиче Большое Большое Ограничен ское распространение ное Обильность (полезный Обычно Ограничен Различная, дебит) весьма зна ная часто огра чительная ниченная Влияние социально-быто Весьма боль Большое Весьма огра вых факторов (плотность шое ниченное населения, развитие про мышленности и др.) Влияние природных фак Весьма боль Большое Ограничен торов (климатических, шое ное сезонных) Ухудшение органолепти Частое Частое Ограничен ческих свойств воды ное Загрязнение химически Нередкое Редкое Весьма ред ми веществами кое Микробное загрязнение Весьма час Редкое Весьма ред (в том числе и патогенны тое кое ми микроорганизмами) Постоянство качества Отсутствует Слабо выра Сильно вы воды жено ражено и экономично. К сожалению, использование таких вод часто затрудняется вследствие большой глубины залегания, недоста-точного дебита (особенно для крупных городов), технико-эко-номических и других трудностей.
Использование больших открытых водоемов (полноводные реки, водохранилища), несмотря на их опасность в эпидемиологическом отношении, наиболее целесообразно для водоснабжения большинства городов.
Очистка и обеззараживание их на современных хорошо обо-рудованных водопроводных станциях под контролем государ-ственной санитарно-эпидемиологической службы и при тща-тельном соблюдении требований СанПиН 2.1.4.1074-01 создают гарантию чистоты воды в эпидемиологическом и санитарно- гигиеническом отношении.
Все возрастающая потребность больших городов в питьевой и хозяйственной воде удовлетворяется в настоящее время за счет создания системы водохранилищ, а также переброски речной воды.
В перспективном водоснабжении городов переброска вод будет играть значительную роль. Не исключено также использование опресненной (морской) воды. Определяемые показатели Показатели качества воды по классам 1-й 2-й 3-й I. Подземные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 1,5 1,5 10 Цветность, градусы, не более 20 20 50 Водородный показатель (pH) 6-9 6-9 6-9 Железо (Fe), мг/дм3, не более о.з 10 20 Марганец (Мп), мг/дм3, не более Сероводород (H2S), мг/дм3, не более 0,1 1 2 Отсутст
вие 3 10 Фтор (F), мг/дм3, не более 1,5-0,7* 1,5-0,7* 5 Окисдяемость перманганатная, мг/дм3 по кислороду, не более 2 5 15 Число бактерий группы кишечной палочки (БГКП) в 1 дм3, не более 3 100 1000 II. Поверхностные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 20 1500 10 000 Цветность, градусы, не более 35 120 200 Запах при 20 и 60 °С, баллы, не более 2 3 4 Водородный показатель (pH) 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 Железо (Fe), мг/дм3, не более 1 3 5 Марганец (Мп), мг/дм3, не более Фитопланктон, мг/дм3, не более Клостридии в 1 см, не более 0,1 1,0 2,0 1 5 50 1000 100 000 100 000 Окисляемость перманганатная, по кислороду, мг/дм3, не более 7 15 20 ВПК полное, по кислороду, мг/дм3, не более 3 5 7 Число лакгозоположительных, кишечных палочек (ЛКП) в 1 дм воды, не более 1000 10 000 50 000 * В зависимости от климатического района.
При невозможности их применения, учитывая качество воды, водоисточники следует выбирать в такой последовательности: межпластовые безнапорные, грунтовые, открытые водоемы.
Вода всех водоисточников в зависимости от ее химического состава, содержания микроорганизмов и других свойств в соответствии с ГОСТом 2761-84) делится на 3 класса (табл. 4.11).
В зависимости от класса "Источника" устанавливается соот-ветствующая технологическая схема обработки воды.

Одним из главных принципиальных вопросов гигиены питьевой воды является выбор водоисточника. Этот выбор проводится путем техгни­ко-экономического сравнения вариантов источников водоснабжения, кото­рыми могут быть атмосферные, подземные и поверхностные.

Атмосферные воды, весьма слабо минирализованы, очень мягкие, со­держат мало органических веществ и свободны от патогенных бактерий. В дальнейшем на качество воды влияет способ сбора и хранения.

Подземные воды, пригодны для целей питьевого водоснабжения, зале­гают на глубине не более 250 - 300 м. По условиям залегания различают верховодку, грунтовые и межпластовые воды, значительно отличающиеся друг от друга по гигиеническим характеристикам.

Подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности, называются верховодкой. Вследствие поверхностного залегания, отсутс­твия водоупорной кровли и малого объема верховодка легко загрязняется, как правило, в санитарном отношении она ненадежна и не может считаться хорошим источником водоснабжения.

Грунтовые воды - воды первого от поверхности земли постоянно су­ществующего водоносного горизонта. Они не имеют защиты из водоупорных слоев; область питания грунтовых вод совпадает с областью их распрост­ранения.

Грунтовые воды характеризуются весьма непостоянным режимом, кото­рый целиком зависит от гидрометеорологических факторов, частоты выпа­дения и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительные сезонные колебания уровня стояния, химического и бактериального состава грунто­вых вод. Запас их пополняется за счет инфильтрации атмосферных осадков либо воды рек природы высокого уровня. В процессе инфильтрации вода в значительной мере освобождается от органического и бактериального заг­рязнения; при этом ухудшается и ее органолептические свойства. Исполь­зуются грунтовые воды главным образом в сельской местности при органи­зации колодезного водоснабжения.

Межпластовые подземные воды залегают между водоупорными слоями и в зависимости от условий залегания могут быть напорными или безнапор­ными. Межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 0), постоянством состава. Обычно они прозрачны, бесцветны, лишены запаха и какого-либо привкуса.

Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, за­щищающей межпластовые воды от загрязнения, последние отличаются почти полным отсутствием микроорганизмов, и могут использоваться для питья в сыром виде. Добываются межпластовые воды путем устройства глубоких трубчатых и, реже, шахтных колодцев.

Постоянный и большой дебит (от 1 до 200 м 3 /ч) и хорошие качества воды позволяют рассматривать межпластовые водоносные горизонты как лучший источник водоснабжения для небольших и средних водопроводов, большинство которых подает воду населению без какой-либо очистки.

Родники . Подземные воды могут самостоятельно выходить на поверх­ность земли. В таком случае они носят название родников, из которых образуются ключи или ручейки.

Поверхностные воды стекают по естественным уклонам к более пони­женным местам, образуя проточные и непроточные водоемы: ручьи, реки, проточные и непроточные озера. Открытые водоемы питаются не только ат­мосферными, но и частично подземными водами.

Открытые водоемы подвержены загрязнению извне, поэтому с эпидеми­ологической точки зрения все открытые водоемы в большей или меньшей степени потенциально опасны. Особенно сильно загрязняется вода в участках водоема, лежащих у населенных пунктов и в местах спуска сточ­ных вод.

При необходимости использовать открытый водоем для водоснабжения

следует, во-первых, отдать предпочтение крупным и проточным незарегу­лированным водоемам, во-вторых, охранять водоем от загрязнения бытовы­ми и промышленными сточными водами и, в-третьих, надежно обеззаражи­вать воду.

В связи с изложенными о гигиенической характеристике водоисточни­ков разного происхождения ГОСТ предусматривает при выборе источников водоснабжения в первую очередь ориентироваться на напорные, межпласто­вые-артезианские воды. При невозможности их использования изыскивают другие в следующем порядке: а) межпластовые напорные воды, в том числе родниковые; б) грунтовые воды; в) открытые водоемы

21. Гигиеническая характеристика способов водоснабжения городов и сельских населенных пунктов. Нормы водоснабжения. Требования к качеству воды при централизованном и колодезном водоснабжении.

Системы водоснабжения. Прицентрализованной системе вода подается потребителям по трубопроводам в видевнутридомового илиуличного (водоразборные колонки) водопро­ вода; принецентрализованной (местной ) - потребитель забирает воду непосредственно из водоисточника. Прицентрализованном водоснабжении из подземных водоисточников вода поднимается по скважине и подается в водопроводную распределительную сеть без очистки.Из открытых водоемов вода откачивается на­ сосами и подвергается очистке и обеззараживанию на головных сооружениях водопровода, после чего подается в распредели­ тельную сеть.

Санитарно-гигиеническая характеристика источников водоснабжения. Санитарные требования к устройству и оборудованию источников децентрализованного водоснабжения. Требования к качеству воды местных источ ник ов.

При нецентрализованном водоснабжении используются шахтные или трубчатые колодцы, каптажи родников и инфильтрационные колодцы (галереи). Водозаборные сооружения располагают на незагрязненном участке, в > 50 м выше по току грунтовых вод от источников загрязнения (выгребных туалетов и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др.); > 30 м от магистралей с интенсивным движением автранспорта; на сухих участках, не затапливаемых паводковыми водами.

К поверхностным водоемам относятся реки, проточные и непроточные озера, водохранилища, ручьи. Поверхностные водоемы питаются за счет как атмосферных осадков, так и подземных вод. Поскольку водоемы пополняются преимущественно атмосферными осадками, химический состав воды в них в основном зависит от гидрометеорологических условий и заметно колеблется на протяжении года. В то же время на химический состав воды существенно влияет характер грунтов на территории водосбора - площади, с которой поверхностный сток в конечном счете попадает в конкретный водоем. Так как во время формирования поверхностных водоемов вода контактирует преимущественно с породами и почвами на поверхности земли, то она обычно содержит мало солей и является пресной.

По сравнению с подземными водами для поверхностных водоемов характерны большое количество взвешенных веществ, низкая прозрачность, повышенная цветность за счет гуминовых веществ, вымывающихся из почвы, более высокое содержание органических соединений, наличие аутохтонной микрофлоры, наличие в воде растворенного кислорода. Поверхностные воды, как правило, слабо или мало минерализованы, мягкие или умеренно жесткие. В то же время в непроточных озерах и водоемах концентрация солей в воде может быть повышенной вследствие испарения. Кроме того, высокая минерализация и жесткость характерны для водоемов, формирующихся в солончаковых грунтах. Поверхностные водоемы в большинстве случаев имеют очень низкое содержание микроэлементов, хотя в природных биогеохимических провинциях возможна высокая их концентрация.

Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона года и даже погоды. Так, во время ливня или таяния снега в водоем смываются взвешенные и гуминовые вещества, остатки химикатов с сельскохозяйственных полей, твердые бытовые и промышленные отходы и т. п. С атмосферными осадками, таянием снега связаны значительные колебания количества воды в поверхностных водоемах. В проточных водоемах расход воды1 весной во время наводнения значительно увеличивается, в то время как летом, особенно в жару и засуху, - уменьшается.

Открытые водоемы легко загрязняются извне. В природных условиях наблюдается определенное загрязнение взвешенными и гуминовыми веществами, остатками растений, которые вымываются поверхностным стоком из почвы, продуктами жизнедеятельности животных и птиц, рыб и водорослей. Поэтому с эпидемиологической точки зрения открытые водоемы потенциально опасны.

Основным источником загрязнения являются сточные воды, которые образуются вследствие использования воды в быту, на промышленных предприятиях, животноводческих и птицеводческих комплексах и т. п. Особенно опасен спуск в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Частичное загрязнение водоемов происходит поверхностным стоком: дождевыми, ливневыми водами, водами, образовавшимися во время таяния снегов. И сточные воды, и поверхностный сток добавляют в водоемы значительное количество взвешен¬ных веществ и органических соединений, вследствие чего повышается цветность, снижется прозрачность, увеличивается окисляемость и БПК воды, уменьшается количество растворенного кислорода, повышаются концентрации азотсодержащих веществ и хлоридов, усиливается бактериальное обсеменение. С промышленными сточными водами и стоком с сельскохозяйственных полей в водоемы поступают токсические химические вещества.

Кроме того, вода открытых водоемов моэ/сет загрязняться вследствие использования водоема для транспортных (пассажирское и грузовое пароходство, лесосплав) целей, во время работы в руслах рек (например, добычи речного песка), водопоя животных, проведения спортивных соревнований, отдыха населения.

Однако каким бы значительным ни был уровень природного загрязнения, водоемы противостоят ему, пытаются избавиться от вредных веществ и, наконец, справляются с этим. Естественные процессы очистки воды от загрязнений называются самоочищением водоемов.

Самоочищение открытых водоемов происходит под влиянием различных факторов, которые действуют одновременно в разных комбинациях. Такими факторами являются:

а) гидравлические (смешивание и разбавление загрязнений водой водоема);

б) механические (осаждение взвешенных частиц);

в) физические (влияние солнечной радиации и температуры);

г) биологические (сложные процессы взаимодействия водных растений с микроорганизмами стоков, которые попали в водоем);

д) химические (разрушение загрязняющих веществ путем гидролиза);

е) биохимические (превращение одних веществ в другие за счет микробиологической деструкции, минерализация органических веществ в результате биохимического окисления водной аутохтонной микрофлорой).

Самоочищение от патогенных микроорганизмов происходит за счет их гибели вследствие антагонистического влияния водных организмов, действия антибиотических веществ, бактериофагов и т. п.

При загрязнении водоемов бытовыми и промышленными сточными водами -процессы самоочищения могут быть заторможены или угнетены. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые сточные воды, образовавшиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, опасны в эпидемиологическом отношении. Неочищенные промышленные сточные воды загрязняют водоемы значительным количеством различных химических веществ. Одни из них влияют на органолептические свойства воды, придавая ей неприятный привкус, запах, вид (хлорбензол, дихлорэтан, стирол, нефть и пр.), другие оказывают токсическое действие на организм человека и животных (мышьяк, кадмий, цианиды и пр.). Иные нарушают биологические и химические процессы в водоеме, замедляя или совсем прекращая самоочищение (ацетон, метанол, этиленгликоль и т. д.). Иногда одно и то же вещество оказывает токсическое действие на организм человека и одновременно отрицательно влияет на самоочищение водоемов или ухудшает органолептические свойства воды (соединения свинца, меди, цинка, ртути и т. д.).