Гигиена водоснабжения. Учебное пособие

Окраска воды, связанная с наличием гумусовых веществ и гидрата окиси железа, вреда для организма не представляет, тем не менее она нежелательна, так как, кроме неприятного эстетического чувства, нередко сопровождается ухудшением ее органолептических свойств. Высокая цветность воды в водоемах снижает содержание растворенного кислорода, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых соединений. Кроме того, гуминовые вещества являются предшественниками образования вредных побочных продуктов хлорирования воды (тригалометанов и других галогенорганических соединений), что рассматривается уже как существенный риск для здоровья.

Совершенно иное значение для оценки качества воды имеет окраска, обусловленная веществами, попавшими со сточными жидкостями. В этом случае она уже одна может дать основание к запрещению использования данной воды для удовлетворения физиолого-гигиенических и нередко хозяйственно-бытовых нужд.

Вкус, привкус и запах. Питьевая вода должна обладать приятным освежающим вкусом и не иметь запаха. Растворенные соли, органические вещества, газы, поступающие в воду с промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками, а также вносимые в процессе ее обработки, могут придавать ей тот или иной привкус и запах. Так, например, ионы магния и бария придают воде горький вкус, ионы водорода – кислый, ионы большинства солей – соленый, гумусовые вещества – болотистые привкус и запах. Промышленные и хозяйственно-бытовые стоки нередко придают воде запах хлора, сероводорода, фенолов и хлорфенолов, нефтепродуктов и др.

Некоторые органические вещества могут проявлять или заметно усиливать свой запах после хлорирования воды. Так, запах карболовой кислоты (фенола) исчезает при концентрации 18 мг/л, но после хлорирования воды образующиеся хлорфенольные соединения обнаруживаются в концентрации 0,005 мг/л, т. е. интенсивность запаха возрастает в 3600 раз. Аналогичное «провоцирование» запаха возникает при хлорировании воды, содержащей бензин, эфирные соединения. Данное обстоятельство нередко используется для обнаружения связи подземных вод с различными источниками загрязнений.

Вкус, привкус и запах воды определяются методом экспертных оценок по пятибалльной шкале (табл. 8). Определение вкуса проводится при температуре воды 20 °C, запаха – при 20° и 60 °C. При выдаче потребителю вкус, привкус и запах ее не должны быть выше двух баллов.

Таблица 8. Оценка вкуса, привкуса и запаха воды (по ГОСТ 3351–74)

Значение органолептических свойств воды трудно переоценить. Человек издавна научился определять доброкачественность воды по наиболее доступным и легко определяемым показателям – вкусу, запаху, мутности и цветности. Любое отклонение этих свойств от привычных и хорошо знакомых ощущений, свойственных чистой воде, вызывает защитную реакцию в виде отказа от использования сомнительной воды. И это имеет под собой прямую физико-химическую основу, ибо чистая природная вода не имеет посторонних запахов и привкусов, прозрачна и бесцветна. На этом основан один из принципов нормирования содержания химических веществ в воде – органолептический показатель вредности. Суть его заключается в том, что вещества, даже не относящиеся к группе токсичных (вредных), не должны значительно изменять вкус, запах, мутность и цветность воды.

2.1.2. Химический состав природной воды

Химический состав природной воды очень сложен, в ней обнаруживается более половины известных химических элементов таблицы Менделеева. К числу наиболее распространенных и важных в смысле влияния на качество природной воды ингредиентов следует отнести анионы – Cl

, SO

, НСO

, СО

, NO

, NO

, НРO

, HS

; катионы – Na

, K

, Ca

, Mg

, Mn

, NH

; плохо растворимые соединения алюминия и силиция (глины, пески); газы – O

, СO

, H

S, N

, CH

; органические соединения – гумусовые вещества, пептоны, аминокислоты, мочевина и другие продукты распада животных и растительных организмов; микроэлементы – йод, фтор, кобальт, свинец, мышьяк, цинк, селен, ртуть, хром и т. д.; радиоактивные вещества.

Сочетания и количественные соотношения перечисленных веществ в природной воде могут быть самыми разнообразными в зависимости от гидрогеологических условий местности, а также промышленной и хозяйственно-бытовой деятельности людей. Тем не менее всё их многообразие можно разделить на следующие основные группы: 1) вещества, указывающие на возможность загрязнения воды патогенными микроорганизмами; 2) вещества, имеющие положительное физиологическое значение; 3) вещества, обладающие токсическими свойствами; 4) вещества, влияющие на вкусовые и другие потребительские свойства воды. Такая классификация химических веществ природной воды, сформулированная на основе предложений начальника кафедры общей и военной гигиены Военно-медицинской академии профессора П. Е. Калмыкова (1948), открыла возможность для разработки единых норм химического состава, которым должна отвечать доброкачественная вода. Кроме того, эта классификация позволяет понять происхождение и гигиеническую значимость определяемых в воде веществ, что особенно важно при выборе источника водоснабжения.

Совершенно очевидно, что для гигиенической оценки качества воды основное значение имеют вещества, входящие в состав первой, второй и третьей групп. Они в первую очередь нуждаются в нормировании. Что касается четвертой группы, то содержание их в воде может быть самым различным, вплоть до пределов вкусовой ощутимости.

Рассмотрим более подробно вещества, составляющие перечисленные группы.

Показатели возможного загрязнения воды патогенными микроорганизмами

В эту группу включены наиболее важные в гигиеническом отношении вещества и показатели, характеризующие качество воды с эпидемиологической точки зрения. Сюда относятся соединения, содержащие азот, органические вещества, обусловливающие так называемую окисляемость воды, хлориды, фосфаты, растворенный кислород и биохимигеское потребление кислорода (ВПК), водородный показатель (рН).

Соединения азота

Азот в воде может находиться в составе как органических, так и неорганических соединений. Органический азот представлен продуктами биодеградации (разложения) белков животного происхождения типа низших пептидов, аминокислот, мочевины и т. п. Кроме того, сюда относится азот, входящий в состав микроорганизмов, низших растений и неразложившихся остатков высших растений. В сумме они представляют так называемый альбуминоидный азот.

Из неорганических соединений азота в природной воде встречаются ионы аммония (NH

), азотистой (NO

) и азотной (NO

) кислот. Они появляются в воде главным образом в результате конечного распада веществ белкового происхождения, т. е. аминокислот, мочевины и т. п. Причем вначале образуется аммиак:

RCHNH

COOH + Н

O ? RCHOHCOOH + NH

Под действием ферментов нитрифицирующих бактерий (Nitrosomonas) в присутствии достаточного количества кислорода аммиак окисляется до азотистой кислоты:

NH

+ O

? HNO

+ H

?

Ферменты микробного семейства Nitrobacter окисляют азотистую кислоту до азотной:

2HNO