Действие на болезнетворную флору ClО₂ обусловлено не только высоким содержанием при реакции высвобождающегося хлора, но и образующимся атомарным кислородом. Именно это сочетание делает диоксид хлора более сильным обеззараживающим агентом. Кроме того, он не ухудшает вкус и запах воды. Сдерживающим фактором в использовании данного дезинфектанта до последнего времени была повышенная взрывоопасность, осложнявшая его производство, транспортировку и хранение. Однако современные технологии позволяют устранить этот недостаток за счет производства диоксида хлора непосредственно на месте применения.

Технология применения гипохлорита натрия (NaClO) основана на его способности распадаться в воде с образованием диоксида хлора. Применение концентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, в сравнении с использованием газообразного хлора. Кроме того, транспортировка и хранение концентрированного раствора NaClO достаточно просты и не требуют повышенных мер безопасности. Также получение гипохлорита натрия возможно и непосредственно на месте, путем электролиза. Электролитический метод характеризуют малые затраты и безопасность; реагент легко дозируется, что позволяет автоматизировать процесс обеззараживания воды.

Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Правда, используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3-5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.

3.2.2 Озонирование

Преимущество озона (О₃) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Кроме уникальной способности уничтожения бактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов. Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды.

Количество озона, необходимое для обеззараживания питьевой воды, зависит от степени загрязнения воды и составляет 1-6 мг/л при контакте в 8-15 мин; количество остаточного озона должно составлять не более 0,3-0,5 мг/л, т. к. более высокая доза придает воде специфический запах и вызывает коррозию водопроводных труб.

С гигиенической точки зрения озонирование воды - один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.

Ограничениями для распространения технологии озонирования являются высокая стоимость оборудования, большой расход электроэнергии, значительные производственные расходы, а также необходимость высококвалифицированного оборудования. Последний факт обусловил использование озона лишь при централизованном водоснабжении. Кроме того, в процессе эксплуатации установлено, что в ряде случаев (если температура обрабатываемой природной воды превышает 22 °С) озонирование не позволяет достичь требуемых микробиологических показателей по причине отсутствия эффекта пролонгации дезинфицирующего воздействия

Метод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ среди других методов обеззараживания питьевой воды. Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу. Все это ограничивает использование данного метода в повседневной жизни.

Другим существенным недостатком озонирования является токсичность озона. Предельно допустимое содержание этого газа в воздухе производственных помещений - 0,1 г/м³. К тому же существует опасность взрыва озоновоздушной смеси.

Существующие конструкции современных озонаторов представляют собой большое количество близко расположенных ячеек, образованных электродами, один из которых находится под высоким напряжением, а второй - заземлен. Между электродами с определенной периодичностью возникает электрический разряд, в результате которого в зоне действия ячеек из воздуха образуется озон. Полученной озоновоздушной смесью барботируют обрабатываемую воду. Подготовленная таким образом вода по вкусу, запаху и другим свойствам превосходит воду, обработанную хлором.

3.2.3 УФ - облучение

Обработка УФ - излучением - перспективный промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого света обусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий.

Современные установки УФ - обеззараживания имеют производительность от 1 до 50 000 м³/ч и представляют собой выполненную из нержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ - лампами, защищенными от контакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в ней микроорганизмы. Наибольший эффект обеззараживания питьевой воды достигается при расположении УФ - установок после всех других систем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.

Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен.

Важно отметить, что в отличие от окислительных способов при УФ - облучении не образуются вторичные токсины, и поэтому верхнего порога дозы ультрафиолетового облучения не существует. Увеличением дозы почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.

Кроме того УФ - облучение не ухудшает органолептические свойства воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.

Вместе с тем, и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ - обработка не обеспечивает пролонгированного действия. Именно отсутствие последействия делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик, например в случае централизованного водоснабжения. Для индивидуального водоснабжения УФ - установки являются наиболее привлекательными.

Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и даже выработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.

Этот способ требует строжайшего соблюдения технологии,

Организация процесса УФ - обеззараживания требует больших капитальных вложений, чем хлорирование, но меньших, чем озонирование. Более низкие эксплуатационные расходы делают УФ - обеззараживание и хлорирование сопоставимыми в экономическом плане. Расход электроэнергии незначителен, а стоимость ежегодной замены ламп составляет не более 10% от цены установки.

Фактором, снижающим эффективность работы установок УФ - обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.

Другим фактором, снижающим эффективность УФ - обеззараживания, является мутность исходной воды. Рассеивание лучей значительно ухудшает эффективность обработки воды [5].

4. Качество питьевой воды в регионах РФ

Качественная питьевая вода - это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении.

Быстрый рост населения планеты в сочетании с возрастающими объемами водопотребления для бытовых и промышленных нужд и интенсивным сельским хозяйством приводит к глобальному водному кризису, который проявляется в нехватке пресной воды и в ее усиливающемся загрязнении.

Согласно исследованиям, системы пресной воды во всем мире сейчас настолько сильно деградируют, утрачивая возможность снабжать людей, животных и растительный мир, что если такая тенденция сохранится и далее, это может привести к резкому сокращению населения планеты и вымиранию большого количества видов животных. Ситуация складывается угрожающая, поскольку человечество потребляет больше пресной воды, чем Земля может дать. Темпы роста потребления пресной воды более чем в 2 раза превышает прирост населения планеты [10].

В то время как многие регионы достаточно обеспечены питьевой водой, каждые четверо из 10 человек живут в бассейнах рек с дефицитом воды, пригодной для питья. Предполагается, что к 2025 году по меньшей мере 3,5 миллиарда человек - примерно половина населения земного шара - будут испытывать недостаток питьевой воды. Сейчас люди используют 54% доступной пресной воды, причем две трети уходит на нужды сельского хозяйства. По прогнозам специалистов, к 2025 году потребление воды возрастет до 75% от нынешнего уровня только за счет увеличения населения. Уже сейчас более миллиарда землян не имеют доступа к чистой воде. Проблема еще и в том, что в развивающихся странах 95% канализационных стоков и 70% промышленных отходов сбрасываются в водоемы без очистки [2].

Очень остро проявляется проблема чистой воды в Приволжском регионе. Здесь проживают около 40 процентов россиян. И большинство из них используют, по мнению специалистов, неудовлетворительную по качеству воду, которая подается из Волжского бассейна. В него половину различных стоков направляют без должной очистки.

Обоснованные претензии к питьевой воде имеются во всех регионах. Нет надобности доказывать, что эта нерешенная национальная проблема не позволяет обеспечивать безопасность здоровья людей, безопасность национального развития.

Почему это происходит? В общем-то, известно. Прежде всего загрязняются источники водоснабжения. По-прежнему нет строгого контроля за очисткой производственных, бытовых стоков, которые прямо или косвенно попадают в хранилище. А ведь около 70 процентов хозяйственно-питьевых нужд населения обеспечивается за счет использования поверхностных вод.

Наиболее сильно поверхностные воды загрязнены в бассейнах Волги, Дона, Иртыша, Невы, Северной Двины, Тобола, Томи и ряда других рек.

Волга и ее притоки, являющиеся источниками водоснабжения прибрежных городов и поселков, принимают на всем протяжении огромное количество загрязнений, с которыми естественные процессы самоочищения уже не справляются. Так, из-за сброса в Волгу стоков предприятий Нижегородской области и Татарстана резко снизилось качество воды в Ульяновской области.

Река Томь - основной источник питьевой воды в крупных городах Кемеровской области - сильно загрязнена стоками предприятий г. Кемерово. У водозабора г. Юрги отмечены повышенные концентрации аммиака, фенола, метанола и др.

Сильно загрязнены в Омской области Иртыш и Омь. ПДК здесь превышены по нефтепродуктам в 2-3, меди - 6-11, цинку - 2-5, железу - 3-7 (Омь), марганцу - 4-6 (Иртыш) и 16-20 (Омь) раз.

Несмотря на относительную защищенность подземных вод от загрязнений, благодаря чему их стремятся использовать для питьевого водоснабжения, к настоящему времени обнаружено около 1800 очагов их загрязнения, 78% которых - в европейской части страны. Наиболее значительные (площадь более 10 кв. км) выявлены в Мончегорске (Мурманская область), Череповце (Вологодская область), Балакове (Саратовская область), Каменске-Шахтинском (Ростовская область), Ангарске (Иркутская область) и др.

Централизованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99%), 1686 поселков городского типа (83%) и около 34 тыс. населенных пунктов (22%). При среднем потреблении воды в России 272 л в сутки на человека:

в Москве этот показатель - 539,

Челябинской области - 369,

Саратовской - 367,

Новосибирской - 364,

Магаданской - 359,

Камчатской - 353.

В то же время в ряде регионов (Калмыкия, Мордовия, Марий Эл, Ханты-Мансийский округ, Оренбургская, Астраханская, Ростовская, Ярославская, Волгоградская, Курганская, Кемеровская области) отмечается дефицит питьевой воды.

В стране 10138 коммунальных и 53 506 ведомственных водопроводов, в том числе с водозабором из поверхностных водоемов соответственно 1036 и 1275. Они обеспечивают в основном крупные города и подают 68% водопроводной воды. Остальные питаются от подземных источников.

Из-за нехватки сооружений для очистки и обеззараживания воды на большинстве водопроводов с водозабором из открытых водоемов состояние источников централизованного водоснабжения в целом по стране крайне неблагополучное.

В ряде водозаборов обнаружены соли тяжелых металлов (ртути, свинца, кадмия) в концентрациях, превышающих ПДК, и возбудители инфекционных заболеваний.

На многих водопроводах с водозабором из поверхностных источников (34% - коммунальных и 49,3% - ведомственных) нет полного комплекса очистных сооружений, а на 18,1% и 35,1%, соответственно - обеззараживающих установок. Состояние ведомственных водопроводов еще хуже, особенно в Саратовской, Астраханской, Архангельской, Омской, Тюменской областях, Ставропольском, Красноярском и Приморском краях, Дагестане, Карачаево-Черкесии, Карелии.

Состояние источников питьевого водоснабжения, неудовлетворительные очистка и обеззараживание напрямую связаны с качеством питьевой воды, подаваемой потребителям. В целом по РФ 20,6% проб, взятых из водопровода, не отвечают гигиеническим требованиям к питьевой воде по санитарно-химическим показателям (15,9% - по органолептике, 2,1% - по минерализации, 2,1% - по токсическим веществам) и 10,6% - по микробиологическим.

Чаще всего низкое качество питьевой воды из централизованных систем водоснабжения связано с повышенным содержанием в ней железа и марганца. Избыток железа природного происхождения характерен для подземных вод в южной и центральной частях России, а также в Сибири. Кроме того, концентрация железа повышается при коррозии стальных и чугунных водопроводных труб. От этого страдает Санкт-Петербург, где коррозии способствует мягкая вода. По данным региональных органов санэпидемслужбы, около 50 млн. человек, т. е. треть населения страны, пьют воду с повышенным содержанием железа. В Тульской области ПДК по железу нарушены в 3,7 раза, в Томской и Тюменской областях в 30% проб норматив по железу превышен в 5 раз.

Низкое качество питьевой воды сказывается на здоровье населения. Микробное загрязнение нередко служит причиной кишечных инфекций. Так, в 1998 г. в стране зарегистрировано 122 вспышки острых кишечных инфекционных заболеваний, вызванных питьевой водой (в 1997 г. - 112), с числом заболевших 4403 человек (в 1997 г. - 3942). Наибольшее число вспышек в местах с централизованным водоснабжением, где в результате заболело свыше 50 человек, отмечалось в ряде регионов.

Санитарно-вирусологическое исследование воды из разных источников в Архангельской области показало, что вирусный гепатит А распространяется в основном "водным путем". В Кемеровской области в 1998 г. установлен тот же путь передачи острых кишечных инфекций у 672 человек (30,8%) и вирусного гепатита А у 324 человек (55,5% от общего числа установленных диагнозов).

В Челябинской области в ряде районов выявлена связь заболеваемости вирусным гепатитом А и дизентерией Флекснера с качеством их питьевой воды. Высокая заболеваемость вирусным гепатитом А в южных районах Омской области также обусловлена качеством питьевой воды: в 1998 г. в области зарегистрировано 9 вспышек с числом заболевших 83 человека, в том числе 75 детей. При федеральном уровне заболеваемости 33,8, в Омской области этот показатель составляет 50 (а в южных районах - от 126 до 294).

Исследование влияния питьевой воды на заболеваемость населения неинфекционными болезнями, проведенное в Ростовской области, выявило связь между ее высокой минерализацией и мочекаменной болезнью, повышенные показатели которой отмечены в Таганроге, Каменске, а также Азовском и Морозовском районах.

В Свердловской области обнаружена связь между содержанием хлорорганических соединений в питьевой воде 12 городов и онкологическими заболеваниями, спонтанными абортами, частотой мутаций в соматических клетках у детей. Выяснилось, что Екатеринбург остается одним из городов максимального риска как по загрязнению воды, так и по мутагенной и канцерогенной опасности. Кроме того, здесь выявлена мутагенная активность воды перед подачей ее в городскую сеть. Мутагенный риск от хлорированной питьевой воды, поступающей с одной из фильтровальных станций, подтвержден цитогенетическим исследованием детей, живущих в соответствующих микрорайонах города.

Во многих местах актуальна проблема фтора. Как известно, его биологическая роль различна в зависимости от концентрации в воде. Повышенное содержание фтора оказывает неблагоприятное влияние на костную, нервную и ферментативную системы организма, обусловливает поражение зубов (флюороз), а недостаток (менее 0,5 мг/л) влечет за собой кариес. Избыток фтора в подземных источниках Мордовии, Рязанской, Вологодской и других областях - причина высокого уровня флюороза.

В Саранске он обнаружен у 72,1% детей старшего школьного возраста. Недостаток фтора характерен для открытых водоемов северных территорий, особенно в Архангельской, Ленинградской областях, Республике Коми, а также в Краснодарском крае и Кабардино-Балкарии, где вода из горных рек слабо минерализована. Заболеваемость кариесом здесь достигает 60% (в Республике Коми - до 90%) [8].

Обобщая все вышесказанное необходимо сказать о том, что качество воды в наши дни все-таки оставляет желать лучшего, поэтому зачастую водный фактор является причиной множества заболеваний. В связи с этим должны проводиться мероприятия, направленные на улучшение ее качества.

Заключение

В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая.

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду.

Учеными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной Организации Здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использование неподготовленной воды в бытовых целях (душ, ванна, бассейн, мытье посуды, стирка белья и т.д.).

В воде природных водоисточников обычно находится то или иное количество различных веществ органического и неорганического происхождения. Даже самая чистая с гигиенической точки зрения вода содержит химические вещества. Особенности химического состава природных вод зависят от их происхождения, от того, являются ли воды атмосферными или проходят через слой земли, обогащаясь при этом химическими веществами и газами, являются ли эти воды речными, морскими, озерными, почвенными и т. д.

Факторы, определяющие химический состав воды, - химические вещества, которые условно можно разделить на:

1. биоэлементы (йод, фтор, медь, кобальт)

2. химические элементы, вредные для здоровья (свинец, ртуть, селен, мышьяк, нитраты, уран, СПАВ, ядохимикаты, радиоактивные вещества, канцерогенные вещества)

3. индифферентные или даже полезные химические вещества (кальций, магний, марганец, железо, карбонаты, бикарбонаты, хлориды).

Развитие медицинской науки позволило расширить представления об особенностях химического (солевого и микроэлементного) состава воды, его биологической роли и возможного вредного влияния на здоровье населения.

Согласно нормативной документации, вода, используемая населением для хозяйственно-бытовых целей, должна отвечать следующим гигиеническим требованиям:

- Обладать хорошими органолептическими свойствами и освежающим действием, быть прозрачной, бесцветной, без неприятного привкуса или запаха;

- Не содержать избытка солей и токсичных веществ, способных оказать вредное воздействие на организм человека;

- Не содержать патогенных возбудителей, яиц и личинок гельминтов.

За качеством питьевой воды должен осуществляться государственный санитарно-эпидемиологический надзор и производственный контроль.

Водоподготовка включает в себя следующие основные методы очистки воды:

Обезжелезивание и деманганация - очистка воды от железа и марганца

Осветление и сорбция - очистка воды от взвешенных частиц, хлора, органики

Умягчение воды - удаление из воды солей жесткости, тяжелых металлов;

Деминерализацию - удаление легкорастворимых солей;

Обеззараживание - удаление болезнетворных микроорганизмов;

Дегазацию - удаление растворенных в воде газов;

Озонирование воды - стерилизация воды, окисление органики, металлов, газов;

Добавление некоторых компонентов: фторирование и пр.

Согласно исследованиям, системы пресной воды во всем мире сейчас настолько сильно деградируют, утрачивая возможность снабжать людей, животных и растительный мир, что если такая тенденция сохранится и далее, это может привести к резкому сокращению населения планеты и вымиранию большого количества видов животных. Ситуация складывается угрожающая, поскольку человечество потребляет больше пресной воды, чем Земля может дать.

В то время как многие регионы достаточно обеспечены питьевой водой, каждые четверо из 10 человек живут в бассейнах рек с дефицитом воды, пригодной для питья. Предполагается, что к 2025 году по меньшей мере 3,5 миллиарда человек - примерно половина населения земного шара - будут испытывать недостаток питьевой воды.

Обоснованные претензии к питьевой воде имеются во всех регионах. Нет надобности доказывать, что эта нерешенная национальная проблема не позволяет обеспечивать безопасность здоровья людей, безопасность национального развития.

Обобщая все вышесказанное необходимо сказать о том, что качество воды в наши дни все-таки оставляет желать лучшего, поэтому зачастую водный фактор является причиной множества заболеваний. В связи с этим должны проводиться мероприятия, направленные на улучшение ее качества.

Обеспечение питьевой водой требуемого качества и в количестве, достаточном для удовлетворения жизненных потребностей, является неотъемлемым правом граждан России.

питьевой вода хлорирование обеззараживание

Список использованных источников

1. Сибирская экологическая компания [Электронный ресурс]: база данных. - Электронные данные - Режим доступа: http://www.sibecolog.ru. - Загрязнение водоемов сточными водами, 06.01.2014

2. Г.Н. Красовский. Гигиеническая оценка вредных веществ в воде: учебник для вузов: - М.: АВС, 2006 - 704 с.

3. Трушкина Л.Ю., Трушкин А.Г., Демьянова Л.М. Гигиена и экология человека: учебное пособие для ССУЗов - М.: Проспект, 2006 - 814 с.

4. Крымская И.Г., Рубан Э.Д. Гигиена и основа экологии человека: учебное пособие: - Феникс, Ростов на Дону, 2007- 592 с.

5. Мазаев В.Т., Корлёв А.А., Шлепнина Т.Г. Коммунальная гигиена / Под ред. В. Т. Мазаева. - 2 - е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2005 - 304 с.

6. С.Н. Черкинский. Руководство по гигиене водоснабжения, учебное пособие: - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2008 - 288 с.

7. Питьевая вода. Влияние общей минерализации на организм человека [Электронный ресурс]: база данных. - Электронные данные - Режим доступа: http://pedlar.ru. - Д.Н. Попов, главный врач ФФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РМ в МО Рузаевка», Н.В. Жирякова, заведующая санитарно-химической лабораторией, 06.01.2014

8. ХимКнига [Электронный ресурс]: база данных. - Электронные данные - Режим доступа: http://himkniga.com. - Загрязнение водоемов фенольными соединениями, 06.01.2014

9. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е. - М.: Стройиздат, 2004 - 480 с.

Размещено на Allbest.ru