Дипломная работа: Проблемы водоснабжения России
Важная роль при оценке пригодности водоисточника, конечно принадлежит санитарному обследованию, результаты которого могут представить весьма ценные данные о причинах его загрязнения в прошлом, настоящем и будущем. Фактически именно местный осмотр водоема может объяснить в ряде случаев особенности химических и бактериологических свойств водной среды и определить пути для их улучшения [22].
1.7 Гигиенические требования питьевой воды
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется её соответствием нормативам по:
1. по обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах Кабардино-Балкарии, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение, в т.ч.:
водородный показатель,
сухой остаток
жесткость общая
окисляемость перманганатная
нефтепродукты
поверхностно-активные в-ва
фенольный индекс
алюминий
кадмий
железо
марганец
мышьяк
медь
молибден
никель
нитраты
ртуть
свинец
сульфаты
фториды
хлориды
хром
цинк
γ-ГХЦГ (линдан)
ДДТ (сумма изомеров)
2. содержанию вредных химических веществ, поступающих или образующихся в воде в процессе обработки в системе водоснабжения (остаточный хлор, полифосфаты, остаточное количество алюминий и железообразующих коагулянтов).
3. содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека:
аммиак сероводород
натрий свинец
хром
К питьевой воде предъявляются следующие требования:
1) по физическим свойствам вода должна быть прозрачной, бесцветной, освежающего вкуса и без запаха;
2) присутствие веществ, растворенных обычно в прозрачной воде, не должно превышать пределов, выше которых вода считается не годной к употреблению;
3) вода не должна содержать вредных для здоровья веществ, пример CN, Pb, As и др., в количествах, превышающих установленные для этих веществ кондиции;
4) вода должна быть свободной от болезнетворных МО [23].
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды перед её поступлением в распределительную сеть должно соответствовать СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» [20].
1.8 Гигиеническая оценка источников и систем водоснабжения
Для целей водоснабжения могут применятся атмосферные, поверхностные и подземные воды, причем первые используются для хозяйственно-питьевых нужд лишь маловодных районах.
К открытым водоемам относятся реки, озера, водохранилища, каналы и пруды. По вполне понятным причинам они всегда подвержены опасности загрязнения и инфицирования, особенно в зоне расположения крупных населенных пунктов и выпусков бытовых и производственных стоков. При этом качество речной воды отчасти зависит от сезона года: водоем, находящийся подо льдом, фактически лишается поверхностного питания, в период половодья, наоборот, значительно повышается роль атмосферного стока, что сильно отражается на санитарном состоянии реки. В результате для открытых водоисточников характерна непостоянство химического и бактериологического состава воды.
Говоря о возможности загрязнение поверхностных водоемов, нельзя забывать об их способности к самоочищению, что отчасти обусловливается простым разбавлением поступающих стоков и осаждением на дно крупных взвешенных веществ, мелкие же частицы предварительно подвергаются процессу коагуляции. Вместе с тем происходит химическое окисление органических соединений растворенным в воде кислородом. Однако основным фактором самоочищения является все-таки биологический распад загрязняющих веществ, играющий наиболее существенную роль в обезвреживании фекально-хозяйственных и некоторых производственных стоков.
Аналогичные процессы происходят с токсическими органическими соединениями, которые в состоянии утрачивать свою ядовитость как за счет разбавления, так и за счет физико-химических и биологических факторов внешней среды. В частности, некоторые вредные вещества переходят в нетоксические ингредиенты, разрушаются или улетучиваются из воды. опасности загрязнения и инфицирования, особенно в зоне расположения крупных реки.
Плановое использование природных водных ресурсов требует во многих случаях значительных изменений в режиме поверхностного стока, регулирования течения рек и т.д. Следовательно, одним из важных аспектов воздействия на открытые водоемы являются самые различные виды крупного гидротехнического строительства, то есть мощные электростанции, большие водохранилища и каналы.
Специфической чертой искусственных водохранилищ является повышение содержание в них биогенных веществ, что содействует массовому развитию фитопланктона и летнему цветению воды. В результате возможно некоторое понижение ее прозрачности, появление характерного запаха и привкуса, образование дефицита кислорода.
Таким образом, при строительстве и эксплуатации водохранилищ необходимо строгое соблюдение целой системы профилактических мероприятий. Первостепенное значение имеют тщательная подготовка ложа водохранилища и запрещение выпуска в него бытовых и промышленных стоков.
При гигиенической характеристике открытых водоемов имеют значение как биохимические, так и биологические показатели. К первым можно отнести определение содержания в воде растворенного кислорода, главными источниками которого являются атмосфера и фотосинтез его водной растительностью. О завершении самоочищение принято судить по восстановлению кислородного режима водоемов, когда концентрация этого газа в летний период достигает не менее 4 мг/л.
Важнейшим источником питьевого водоснабжения служат подземные воды, которые принято разделять на почвенные, грунтовые и межпластовые. Как известно, эти воды образуются в результате просачивания в грунт атмосферных осадков, а также путем конденсации водяных паров, проникающих в поры почвы. Указанное явление зависит от разности их упругости в почвенном и атмосферном воздухе.
Вода, которая скапливается в первом от поверхности водоупорном слое, обычно называется грунтовой. В зависимости от местных условий глубина ее залегания колеблется от 1- 2 до нескольких десятков метров, причем в приделах населенных пунктов она может загрязняться и инфицироваться. Однако наиболее опасна в указанном отношении верховодка, представляющая собой самый поверхностный водоносный слой, расположенный выше грунтового горизонта.
Межпластовые воды, как показывает само название, располагаются между двумя водоупорными пластами и более надежно защищены от поверхностного стока, особенно глубокие, напорные подземные воды, именуемые артезианскими, которые проходят большой путь от места водосбора, почти полностью освобождаясь от органических веществ и микробов.
Однако на практике мы не можем полностью исключить опасность заражения и загрязнения даже очень глубоких водоносных горизонтов, что может происходить через трещины в земных породах, поглощающие колодцы, заброшенные шахты и т.д. Это делает необходимым проведение повседневного лабораторного контроля за грунтовыми водоисточниками при любой глубине их залегания.
Наряду с качеством воды большое гигиеническое значение имеют особенности ее получения и доставки. При этом различают системы децентрализованного (местного) и централизованного водоснабжения [24]. Первая из них по вполне понятным причинам является более примитивной, трудоемкой и опасной в эпидемиологическом отношении. Основным способом получения воды при данной системе служат различного вида колодцы.
Очевидные санитарные преимущества имеют глубокотрубчатые или буровые колодцы (скважины), которые могут обеспечивать получение воды из глубоких, надежно защищенных горизонтов. Поэтому они используются для устройства водопроводов как в городах, так и в сельской местности.
Необходимо подчеркнуть, что устройства любой системы централизованного водоснабжения следует начинать с принципиального решения трех основных вопросов: выбора источника питания водопровода, установления зон его санитарной охраны и определения необходимых мероприятий по очистке и обеззараживанию воды. Наиболее трудной и ответственной задачей является нахождение достаточно мощного водоема, удовлетворяющего определенным гигиеническим требованиям. При этом нужно предусматривать не только текущие нужды населения, но и рост водопотребления на 10 – 15 лет вперед.
Рис. 1. Примерная схема водопровода
1-водоем; 2- заборные трубы и береговой колодец; 3 – насосная станция 1-го подъема; 4 – очистные сооружения; 5- резервуары чистой воды; 6 - насосная станция 2-го подъема; 7- трубопровод; 8-напорная башня; 9-разводящая сеть; 10- место водопотребления.
Как указывалось выше, для хозяйственно-питьевых целей лучше всего использовать межпластовые воды, в определенной степени защищенные от попадания внешних загрязнений и обладающие более благоприятными стабильными физическими свойствами. Однако практика показывает, что для больших городов очень трудно найти достаточно мощные подземные водоисточники, поэтому для этой цели широко применяются открытые водоемы. Как видно из рис1, в схеме централизованного водоснабжения необходимо различать головные сооружения водопровода и разводящую сеть. К первым из них относятся водозаборные скважины для чистой воды и т.д. Распределение же воды на обслуживаемом участке производится с помощью сети подземных труб, обычно изготовляемых из чугуна.
В настоящее время вспышки водных инфекций связаны не столько с неудовлетворительной эксплуатацией головных сооружений, сколько с непосредственным проникновением загрязнений в распределительную сеть. В этом отношении наиболее уязвимыми являются стыки между отдельными трубами и водоразборные колонки.
Таким образом, состояние любой системы централизованного водоснабжения нуждается в строжайшем, повседневном контроле, который необходим также при определении эффективности очистки и обеззараживания воды.
Глава 2 Экспериментальная часть
2.1 Организация контроля за качеством воды централизованных систем питьевого водоснабжения
Контроль за качеством питьевой воды, осуществляющийся до настоящего времени в соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», не в полной мере давал реальное представление о качестве воды и самое главное не обязывал выбирать контролируемые показатели в зависимости от конкретных условий.
Сохранив преемственность ГОСТ 2874-82, вышли в свет новые ГОСТы, санитарные правила и нормы, методические указания по контролю за качеством питьевой воды.
Контроль качества питьевой воды проводится согласно ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества»:
a) в местах водозабора из источника водоснабжения, перед поступлением её в распределительную водопроводную сеть;
б) в точках распределительной сети:
- из уличных водоразборных устройств на основных магистральных линиях;
- на наиболее возвышенных и тупиковых участках сети;
- из наиболее удаленных от насосной станции участков сети;
- в точках, в которых качество воды вызывает сомнение;
- из кранов внутренних водопроводных сетей домов [23].
Отбор проб питьевой воды, подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения и предназначенной для потребления в питьевых и бытовых целях, в том числе используемой для производства пищевых продуктов и напитков для исследований проводится согласно ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб» [25].
Пробы воды из распределительной сети отбираются в период наибольшего расхода воды.
Методы отбора, подготовки к определению состава и свойств, транспортированию и хранению проб воды обеспечивают неизменность состава проб в интервале времени между отбором проб и их анализом.
При отборе проб в одной и той же точке для различных целей первыми отбирают пробы для бактериологического анализа. Для получения представительной пробы необходимо отбирать воду в точке, где исследуемые компоненты распределены равномерно. Для этого пробу отбирают из системы с перемешивающимся потоком на расстоянии, максимально удаленном от различных препятствий, таких как изгибы или задвижки. Отбирают пробу на прямом участке трубопровода.
Перед отбором проб не менее 10 минут сливают застоявшуюся воду. При необходимости отбора проб из тупиковых участков трубопровода время слива застоявшейся воды можно увеличить до 30 минут.
При отборе проб из крана потребителя время слива воды перед отбором проб зависит от цели отбора. Если целью отбора является оценка влияния материалов, контактирующих с водой, на качество воды, то пробу отбирают без предварительного слива воды из первой порции. При отборе проб для определения микробиологических показателей металлические краны предварительно обжигают, а пластмассовые дезинфицируют и проводят спуск воды не менее 10 минут при полностью открытом кране.
Для проведения химико-аналитического контроля качества воды пробы отбирают в емкости из химически стойкого стекла с притертыми пробками и в полиэтиленовые емкости. Перед отбором проб емкости не менее двух раз ополаскивают водой, подлежащей анализу, и заполняют до верха.
Для определения в пробе кислорода или сероводорода при отборе проб используется шланг, достигающий дна емкости. Этим избегается контакт воды с атмосферным воздухом.
Вода подвергается анализу в день отбора. Если это невозможно, отобранную пробу охлаждают или подвергают консервации.
Объем пробы устанавливается в зависимости от числа и номенклатуры исследований в соответствии с НД на метод определения и с учетом повторного анализа. Для проведения химико-аналитического контроля качества воды отбирается пять литров воды. В отдельные емкости отбирается вода: для определения фтора - в полиэтиленовые флаконы объемом 500 мл; для определения остаточного хлора - в стеклянные на 500 мл; для определения растворенного кислорода - во взвешенные стеклянные на 250мл.
После отбора проб вода под действием повышенной температуры, света, взаимодействия с воздухом и проч. меняет свой химический состав. Иногда нет возможности провести все исследования в день отбора проб. Поэтому некоторые виды исследований необходимо проводить на месте отбора или пробу подвергать консервации. Для дальнейшего исследования на содержание алюминия, растворенного кислорода и сероводорода пробы воды консервации подвергались.
1. Консервация для последующего определения алюминия – пробу консервируют на месте отбора добавлением концентрированной соляной кислоты из расчета 3 см3 на 1000 см3 пробы и анализируют не ранее чем через 15-20 минут. Пробу хранят не более 3 суток.
1. Консервация для последующего определения растворенного кислорода – кислород в пробе консервируют на месте тотчас же после отбора пробы. Для этого в неё вводят пипеткой 1 мл сульфата марганца и 1 мл щелочного раствора йодида калия на 100 мл пробы. После введения реактивов закрывают склянку пробкой, следя за тем, чтобы в ней не осталось пузырьков воздуха. Затем содержимое тщательно перемешивают. В таком состоянии проба может храниться не более суток.
2. Консервация для последующего определения массовой концентрации сероводорода. Сероводород обычно обнаруживается в пробах в которых визуально присутствуют взвешенные вещества. Поэтому перед фиксацией пробы проводится её коагуляция, чтобы осадить взвесь. Вследствие неустойчивости сероводорода отбор пробы производят сразу после отбора пробы для определения растворенного кислорода также с помощью сифона. В склянку с притертой пробкой вместимостью 1 дм3 наливают воду так, чтобы первая порция вылилась из склянки. Добавляют 5 мл 20% раствора хлорида алюминия и 3 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 4 моль/дм3. Склянку закрывают пробкой, встряхивают и дают отстояться в течение 20-30 минут. Затем с помощью сифона отбирают из середины склянки прозрачную воду в заранее взвешенную склянку вместимостью 500 мл с притертой пробкой. Добавляют 5 мл раствора N,N-диметил-п-фенилендиамин дигидрохлорида (ДМДФА) и 5 мл 5% раствора хлорида железа (III). Проба может храниться не более 3 суток.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
