Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ПОЛУЧЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОЧИСТКИ

Лаврентьев М.В 1 Орлов А.А. 2 Елисеев Ю.Ю. 1
1 ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России»
2 ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России», Саратов
Проведена оценка эффективности работы локальных систем очистки питьевой воды, в отношении микробиологических, органолептических и санитарно-химических показателей. Пробы воды отбирались в учреждениях повышенной социальной значимости в малых населенных пунктах Саратовской области в соответствии с действующими нормативно-методическими документами. Установлена высокая эффективность работы локальных установок очистки воды по снижению запаха, привкуса, цветности, мутности, уменьшению содержания железа и органических веществ при использовании воды, как из поверхностных, так и из подземных водоисточников.
питьевая вода
очистка
1. Бабаян Г. Г. Влияние длительной эксплуатации водозаборных сооружений на качество подземных вод республики Армения // Вода, экология и технология: Тезисы докл. 7-го межд. конгресса «Экватэк-2006» . - М., 2006. - С. 167.
2. Красовский Г.Н., Жолдакова З.И., Можаев Е. А. Новая концепция санитарной охраны водоемов // Гигиена и санитария. - 1994. - №2. - С. 16-19.
3. Новиков Ю.В., Калашников И.А., Матеосова В.А. Методические подходы к оценке современных условий формирования санитарного состояния водоемов сельских районов // Гигигена и санитария. - 1989. - №7. - С. 4-7.
4. Онищенко Г.Г., Пожидаева Т.Я., Роговец А.И. О состоянии питьевого водоснабжения в Российской Федерации // Здоровье населения и среда обитания. - 2000. - №6. - С. 7-9.
5. Скутин В.И. Подземные воды - гарантированный источник обеспечения населения Якутии питьевой водой // Актуальные вопросы обеспечения Якутии доброкачественной питьевой водой. - Якутск, 2000. - С. 22-26.
Проблема обеспечения населения Нижнего Поволжья высококачественной питьевой водой занимает одно из ведущих мест среди социально значимых вопросов в регионе. Наиболее актуальной она является для малых населенных пунктов, где только треть жителей имеет доступ к безопасным системам водоснабжения и обеспечена канализацией [1].

В неблагоприятном положении оказались малые населенные пункты, использующие поверхностные водоемы. Именно они в первую очередь подвергаются интенсивному антропогенному воздействию со стороны промышленных агломераций и объектов сельского хозяйства [3].

Известно, что подземные воды по сравнению с открытыми водоемами наиболее надежны с санитарной точки зрения [2]. В то же время в случае нарушения гигиенических требований при организации водоснабжения и они могут стать источником эпидемиологической опасности. При этом природная защищенность подземных источников не всегда гарантирует сохранение необходимого качества воды [4].

Кроме санитарного состояния водоисточников важным фактором, влияющим на условия водопользования населения, являются условия транспортировки воды. Высокая степень изношенности магистральных водоводов и разводящей сети, достигающая 80-100 %, в последние годы приобретает особую роль в ухудшении потребительских качеств водопроводной воды [5].

Одним из перспективных направлений обеспечения сел доброкачественной водой населения является максимальное приближение систем очистки и обеззараживания воды к потребителям. С 2008 года в Саратовской области осуществляется внедрение в социально-значимые учреждения локальных установок для очистки питьевой воды. В настоящее время в детских дошкольных и школьных учреждениях области эксплуатируется более 450 компактных водоочистных установок.

Материал и методы исследования

В исследовании было отобрано 200 проб воды из различных поверхностных, подземных водоемов и разводящей системы водоснабжения Саратовской области и проведено 3000 определений содержания химических веществ. Сухой остаток в воде определяли по ГОСТ 18164-72. Водородный показатель определяли электрометрическим методом. Щелочность определяли титрованием воды раствором сильной кислоты электрометрическим методом. Определение общей жесткости воды проводили по ГОСТ 4151-72 титрованием пробы трилоном Б при рН 10 в присутствии индикатора. Содержание хлоридов устанавливали по ГОСТ 4245-72 титрованием азотнокислым серебром. Сульфаты оценивали по ГОСТ 4389-72 турбидиметрическим методом. Аммиак оценивали по ГОСТ 4192-48 путем сравнения интенсивности окраски исследуемой воды с эталоном при добавлении в исследуемую воду, содержащую аммиак, реактив Несслера. Определение содержания нитратов в воде проводили по ГОСТ 18826-73 колориметрическим методом с салициловокислым натрием путем построения калибровочного графика. Перманганатную окисляемость определяли методом Кубеля. Содержание общего железа оценивали по ГОСТ 4011-72 колориметрическим методом с роданидом путем сравнения интенсивности окрасок воды и стандартного раствора.

Определение количественного содержания химических микроэлементов проводилось в ФГУН «Саратовский НИИ Сельской гигиены» Роспотребнадзора в соответствии с общепринятыми в гигиенической практике санитарно-химическими методами. Полученные результаты были подвергнуты вариационному анализу с вычислением средней арифметической и ее ошибки. Различия средних величин оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента. При оценке различий показателей между группами взят порог доверительной вероятности не менее 0,95 с уровнем значимости p не более 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Гигиенические исследования эффективности работы локальных установок осуществлялись в различных по условиям водопользования районах Саратовской области: правобережном Саратовском (преимущественное использованием подземных вод) и левобережном Федоровском (преимущественное использование поверхностных вод). В качестве исходной воды использовалась вода из подземных и поверхностных источников водоснабжения. Отбор проб проводился в местах водозаборов, из разводящей сети до и после очистки на локальных установках. Санитарно-гигиеническое обследование водоисточников, а также отбор проб и анализ качества воды осуществлялись в соответствии с действующими нормативно-методическими документами.

Анализ состояния водоснабжения в Саратовском районе позволил установить, что из 74 сельских поселений только семь снабжаются водой из поверхностных водоемов, в шести селах используются родники, в остальных имеются водопроводы из артезианских скважин. Более половины водопроводов эксплуатируются с нарушением санитарных требований: отсутствуют зоны санитарной охраны, скважины не очищаются, не дезинфицируются и т.д.

В селах Ново-Вольновка, Красный Октябрь, Клещевка, Усть-Курдюм, Тарханы, Сабуровка, Вязовка Саратовского района, использующих воду открытых водоемов без очистки, ее качество характеризуется неудовлетворительными органолептическими и санитарно-химическими показателями. Основными источниками загрязнения водоемов являются сточные воды с селитебных территорий, полей орошения, животноводческих комплексов, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции.

Исходная вода из артезианских скважин в селах Александровка, Михайловка, Рыбушка, Константиновка характеризовалась повышенным содержанием железа (до 1,5 мг/л), что, в свою очередь, отразилось на ухудшении органолептических показателей качества воды. Вода обладала металлическим привкусом и имела повышенную величину цветности, что приводило к многочисленным жалобам потребителей.

В подавляющем большинстве сел (25 из 29 сельских поселений) левобережного Федоровского района водоснабжение, осуществляется из открытых водоисточников - малых рек Еруслан, Б. Караман, М. Узень, а также прудов и водохранилищ. В 80 % сел в водопроводной воде отмечается значительное бактериальное загрязнение.

Анализ качества воды источников водоснабжения в Саратовском и Федоровском районах показал, что до 80 % проб не отвечают гигиеническим требованиям по сани- тарно-бактериологическим, химическим и органолептическим показателям (села Первомайское, Ивановка, Долина, Еруслан и др.). При этом вода поверхностных водоисточников характеризовалась значительным загрязнением органическими веществами, которое выражалось в повышенных величинах окисляемости, содержания аммиака, ПАВ и нефтепродуктов. Высокие концентрации аммиака (до 3,85 мг/дм3 у села Калуга на реке Большой Караман) при незначительных величинах нитритов и нитратов свидетельствовали о свежем загрязнении водоемов. В то же время вода подземных водоисточников была, как правило, более минерализованной, отличалась повышенной жесткостью, содержанием железа, сульфатов и хлоридов (табл. 1). Так, например, минерализация воды из артезианской скважины в селе Долина Федоровского района в летний период 2010 года достигала 1656,8 мг/дм3, а величина жесткости - 15,3 °Ж.

В связи с неудовлетворительным состоянием качества воды источников водоснабжения, а также дальнейшим ухудшением ее санитарных показателей в процессе транспортировки по устаревшим водоводам возникла острая необходимость ее очистки и обеззараживания непосредственно у потребителей, в первую очередь в учреждениях социальной значимости.

Таблица 1. Характеристика качества воды в источниках водоснабжения Саратовской области (средние величины)

 

Показатели

Поверхностные источники (M ± m)

Подземные источники (M ± m)

Образцы воды (n = 10)

Запах, баллы

2,6 ± 0,4

1,3 ± 0,3

Привкус, баллы

2,5 ± 0,2

0,6 ± 0,2

Цветность, град

25 ± 1,4

35,3 ± 1,9

Мутность, мг/дм3

3,2 ± 0,6

1,1 ± 0,2

рН

7,4 ± 0,02

7,9 ± 0,1

Аммиак, мг/дм3

2,1 ± 0,5

0,4 ± 0,1

Нитриты, мг/дм3

0,05 ± 0,009

0,01 ± 0,001

Нитраты, мг/дм3

1,0 ± 0,2

13,3 ± 1,3

Жесткость, 0Ж

4,1 ± 0,5

8,7 ± 1,3

Хлориды, мг/дм3

46,7 ± 1,3

218,7 ± 1,4

Сульфаты, мг/дм3

32,7 ± 1,4

253,3 ± 1,9

Сухой остаток, мг/дм3

97,4 ± 1,8

981,1 ± 1,4

Окисляемость перм., мг/дм3

5,6 ± 1,0

2,5 ± 0,2

Железо, мг/л

0,1 ± 0,03

0,7 ± 0,1

Нефтепродукты, мг/дм3

0,1 ± 0,05

0,03 ± 0,006

В Саратовской области наиболее широкое распространение получили локальные водоочистные установки «Радуга-М» и «Лисскон» производительностью от 200 до 5000 л/ч. Оба типа установок способны работать при использовании воды, как из поверхностных, так и из подземных источников.

Обработка питьевой воды на локальных установках модульного типа «Радуга-М» включала в себя несколько ступеней очистки, в том числе от механических и взвешенных частиц, цветности, мутности, железа, органических соединений. Для удаления бактериальных загрязнений использовалось ультрафиолетовое обеззараживание.

В установках «Лисскон» в качестве предварительной ступени использовался сетчатый фильтр, задерживающий частицы размером более 400 мкм. Включение в систему фильтра механической очистки и обезжелезивания EcoWater PF-12 позволяло воде освобождаться от частиц размером более 30 мкм. При этом одновременно из воды удалялось железо. Использование установки EcoWater 3000 R30 обеспечивало умягчение воды. На третьей ступени производилось обеззараживание воды с помощью ультрафиолетового облучателя Sterilight S-8Q. На четвертой ступени вода проходила тонкую механическую очистку на 5-микронной структуре фильтра US Filter ВВ10. И на конечной стадии для подготовки питьевой воды использовался обратноосмотиче- ский фильтр. Преимуществами установок «Лисскон» являются:

  • возможность очистки воды от солей жесткости, железа, алюминия и природных органических соединений в одну стадию и в одном аппарате;
  • экономичность и экологичность процесса;
  • автоматизация, надежность и простота эксплуатации оборудования.

Всего изучена работа двадцати установок, в том числе работающих с использованием поверхностных (6 установок) и подземных (14 установок) водоисточников. Пробы воды отбирались с трехкратной повторностью до и после обработки на установках. Данные по эффективности очистки воды приведены в табл. 2.

Исследованиями установлено, что в результате обработки воды поверхностных водоисточников на установках «Радуга-М» и «Лисскон» существенно улучшаются как органолептические (запах, привкус, цветность, мутность), так и отдельные сани- тарно-химические показатели, в частности содержание азотистых веществ, нефтепродуктов, перманганатной окисляемости. Отмечено достоверное снижение в воде после обработки на установках содержания железа. При высоком исходном содержании (до 1,25 мг/дм3) его концентрация снижалась до нормативных значений (0,3 мг/дм3).

Полученная на установках вода даже в наиболее неблагоприятные периоды года - весной и летом - по указанным показателям, как правило, соответствовала гигиеническим требованиям.

Изучение качества воды до и после очистки на установке «Радуга-М» позволило выявить, что показатели, характеризующие ее минеральный состав: жесткость,
щелочность, содержание хлоридов, сульфатов и сухого остатка изменялись несущественно. При этом жесткость воды после обработки в ряде случаев была выше исходного содержания. Так, если жесткость исходной воды из артезианской скважины села Березина Речка составляла 13,3 °Ж, то после обработки - 15,2 °Ж. Жесткость воды в селе Октябрьский городок (артезианская скважина в школе) составляла до и после обработки 8,2 и 8,3 °Ж соответственно. Указанное свидетельствует об отсутствии эффекта деминерализации воды во время ее прохождения через установку «Радуга-М».

Таблица 2. Эффективности очистки воды на локальных установках ( %)

Показатели

Образцы воды (n = 5)

Саратовский район

Федоровский район

Поверхностный источник

(M ± m)

Подземный источник

(M ± m)

Поверхностный источник

(M ± m)

Подземный источник

(M ± m)

Запах

70,8 ± 1,8

88,5 ± 1,3

76,0 ± 1,9

83,1 ± 1,8

Привкус

64,6 ± 1,3

91,0 ± 1,8

77,0 ± 1,6

89,9 ± 1,8

Цветность

23,9 ± 1,9

73,0 ± 2,1

27,6 ± 1,1

62,3 ± 1,5

Мутность

62,4 ± 1,1

53,2 ± 1,2

67,2 ± 1,7

51,6 ± 1,6

рН

7,6 ± 0,3

7,2 ± 0,2

7,5 ± 0,1

7,4 ± 0,1

Аммиак

59,8 ± 1,9

59,1 ± 1,2

58,9 ± 1,2

59,3 ± 1,6

Нитриты

18,4 ± 2,0

9,2 ± 1,1

20,0 ± 0,7

24,7 ± 1,4

Нитраты

38,2 ± 1,4

12,3 ± 0,3

55,2 ± 1,3

15,5 ± 0,7

Жесткость

6,9 ± 0,2

27,6 ± 1,4

5,1 ± 0,4

36,3 ± 1,5

Хлориды

24,4 ± 0,2

38,1 ± 1,4

26,3 ± 1,9

31,7 ± 1,3

Сульфаты з

39,6 ± 1,9

20,3 ± 1,5

51,7 ± 1,2

30,2 ± 1,5

Сухой остаток

19,6 ± 1,1

59,0 ± 1,1

34,3 ± 1,3

58,5 ± 1,8

Окисляемость

30,5 ± 1,3

35,1 ± 1,7

27,9 ± 1,3

39,9 ± 1,9

Железо

29,7 ± 1,3

43,8 ± 1,4

33,4 ± 1,1

45,7 ± 1,3

Нефтепродукты

27,5 ± 1,4

15,4 ± 0,9

 

 


Мониторинг за работой установок позволил выявить недостаточную эффективность очистки на установке «Радуга-М» в отношении мутности воды, превышающей 5 мг/дм3. В этом случае отмечалось «отравление» фильтрующих элементов механическими частицами и резкое снижение эффективности работы локальных установок. Положение усугублялось отсутствием постоянного сервисного обслуживания и авторского контроля со стороны производителей.

В отличие от установок «Радуга-М в результате обработки воды на установке «Лис- скон» отмечалось значительное (более 50 %) снижение величины жесткости. Установлено существенное снижение содержания сухого остатка на 76,8 %, содержания хлоридов на 37,3 % и сульфатов на 35,8 % при умягчении воды из артезианских скважин. При исходном содержании в пределах нормативных значений после обработки на установке отмечено уменьшение содержания аммиака в 3 раза и общего железа - в 2 раза.

После прохождения фильтрующих устройств, а также после обработки ультрафиолетом очищенная вода по бактериологическим и санитарно-химическим показателям полностью удовлетворяла гигиеническим требованиям. Опрос сельского населения выявил благоприятное отношение к качеству очищенной на установке воды. Более 90 % респондентов оценили воду как вполне пригодную для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

В работе была проведена комплексная оценка соответствия качества воды подземных и поверхностных водоемов Саратовской области требованиям санитарных стандартов. Показано, что исследуемые водоемы имели неблагоприятные органо- лептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность), содержали химические загрязнители (железо, сульфаты, хлориды, ПАВ, нефтепродукты и аммиак) в концентрациях, превышающих ПДУ. Выявляемые показатели перманганатной окис- ляемости свидетельствовали о незавершенности процессов самоочищения в водоемах. Низкая эффективность очистки воды на сельских водоочистных сооружениях не позволяла добиться соответствия ее СанПиН 2.1.4.1074-01. Предложенные нами в Федоровском и Саратовском районах локальные системы очистки воды марок «Радуга-М» и «Лисскон» позволили кондиционировать воду до уровня качества, соответствующего гигиеническим требованиям. Вместе с тем наблюдение за эксплуацией установок показало, что эффективность их работы в значительной мере зависит от уровня и периодичности сервисного обслуживания. Для обеспечения высокого качества их работы необходим постоянный мониторинг со стороны изготовителей и представителей роспотребнадзора.

Выводы

  1. Для водоснабжения сельского населения Саратовской области используются подземные и поверхностные источники водоснабжения, отличающиеся как уровнем, так и характером загрязнения. В наиболее неблагоприятном отношении находятся системы водоснабжения Заволжья, использующие в основном поверхностные водоисточники, которые характеризуются значительным загрязнением органическими соединениями (1,5-2 ПДК). Вода подземных водоисточников Заволжья более минерализована, отличается повышенной жесткостью, содержанием железа, сульфатов и хлоридов (1-2 ПДК).
  2. Установлена высокая эффективность работы локальных установок очистки воды «Лисскон», «Радуга-М», позволяющих не только улучшить органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность), но и снизить содержание железа и органических веществ в воде поверхностных и подземных водоисточников. Более того, установки «Лисскон» могут быть также использованы для снижения солесодержания и жесткости в воде.
  3. Результаты исследований, свидетельствующие о высокой эффективности очистки воды на локальных установках питьевой воды, а также положительная оценка населением получаемой воды, позволяют их рекомендовать для кондиционирования питьевой воды в сельской местности.
  4. Необходимо осуществлять строгий гигиенический контроль за эксплуатацией локальных установок только при наличии договоров сервисного обслуживания.

Рецензенты:

  • Трубецков А.Д., д.м.н., зам. директора по научной работе ФГУН «Саратовский НИИ Сельской гигиены Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека», г. Саратов;
  • Луцевич И.Н., д.м.н., зав. кафедрой гигиены медико-профилактического факультета ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздравсоцразви- тия России», г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 26.06.2011.


Библиографическая ссылка

Лаврентьев М.В, Орлов А.А., Елисеев Ю.Ю. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ПОЛУЧЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОЧИСТКИ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 9-3. – С. 421-425;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28525 (дата обращения: 16.08.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252