Ухудшение качества воды при транспортировке по трубам

Фекальные стрептококки

Термин «фекальные стрептококки» относится к тем стрептококкам, которые обычно присутствуют в экскрементах человека и животных. Фекальные стрептококки редко размножаются в загрязненной воде и поэтому могут использоваться при исследовании качества воды как дополнительный индикатор эффективности очистки воды. Кроме того, стрептококки имеют высокую устойчивость к высушиванию и могут быть полезны для рутинного контроля после прокладки новых водопроводных магистралей или ремонта распределительной сети, а также для обнаружения загрязнения поверхностными стоками подземных или поверхностных вод.

Колифаги

Колифаги - это  разновидность бактериофагов (вирусов  бактерий, заражающих бактериальную  клетку, размножающихся в ней и  часто вызывающих ее гибель), живущих  в колиформных бактериях. Бактериофаги предложены как индикаторы качества воды из-за своего сходства с кишечными вирусами (энтеровирусами) человека и легкости обнаружения в воде.

Сульфитредуцирующие клостридии

Споры клостридий способны существовать в воде значительно  дольше, чем колиформные организмы, и они более устойчивы к обеззараживанию. Их присутствие в прошедшей дезинфекцию воде может указывать на ее недостаточную очистку и, следовательно, на то, что устойчивые к обеззараживанию патогенные микроорганизмы могли не погибнуть.

Лямблии

Лямблия - это  простейший одноклеточный микроорганизм, существующий в двух отдельных морфологических  формах: цисты (статическая форма) и  трофозоиты (свободно живущая форма). Они устойчивы к кислотам, щелочам, веществам, содержащим активный хлор, и полностью инактивируются лишь при кипячении в течение не менее 20 минут. Именно в силу вышеназванных причин нормами российского СанПиН и американского Агентства по Охране Окружающей Среды (USEPA) предусматривается полное отсутствие этих микроорганизмов в питьевой воде. Отсутствие в воде цист лямблий является важным показателем того, что вода очищена от целого ряда других простейших, таких как покоящиеся стадии (ооцисты) Cryptosporidium, амеб, а также энтеровирусов.

Радиологические показатели качества воды

Воздействие ионизирующей радиации на человека обусловлено как  естественными, так и искусственными источниками излучения. Доза облучения, получаемая человеком (здесь и далее  под дозой подразумевается эффективная  приведенная доза), складывается из двух составляющих - так называемого внешнего облучения (за счет источников ионизирующего излучения, находящихся вне тела человека) и внутреннего облучения (за счет радионуклидов, иначе говоря - радиоактивных изотопов, находящихся в организме человека). По данным ВОЗ среднемировая доза облучения, получаемая человеком за счет всех естественных источников (как внешних, так и внутренних), составляет 2.4 мЗв/год. Основное поступление радиоактивных элементов в организм человека происходит за счет дыхания (газ радон обуславливает до 75% всего внутреннего облучения) и пищи. За счет питьевой воды – немного, так как естественные радиоактивными изотопы (продукты распада урана и тория) встречаются в ней в очень незначительных количествах. СанПиН установил ряд показателей радиологического качества воды.

Общая a (Alfa) - радиоактивность

Альфа-излучение  гораздо опаснее, когда источник альфа-частиц находится внутри организма. По СанПиН рекомендована величина 0.1 Бк/л в качестве предельного значения общей альфа-активности для целей рутинного контроля радиологической безопасности воды.

Общая b (Beta) - радиоактивность

Бета-излучение  может привести к ожогам кожи и  очень опасно, когда источник бета-частиц попадает внутрь организма человека. СанПиН обозначают величину 1.0 Бк/л в качестве предельного значения общей бета-активности для целей рутинного контроля радиологической безопасности воды.

Предельно допустимые концентрации содержания основных неорганических веществ в питьевой воде

Алюминий (Al) – 0,5 мг/дм3.  
Барий (Ba) - 0.1 мг/л  
Бериллий (Be) - 1 мкг/л  
Бор (B) - 0,5 мг/дм3  
Ванадий (V) - 0.1 мг/л.  
Висмут (Bi) - 0.1 мг/л или 100 мкг/л.  
Вольфрам (W) - 0,05 мг/дм3.  
Европий (Eu) - 0.3 мг/л.  
Железо (Fe) - 0.3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0.2 мг/л).  
Кадмий (Cd) – 0,001 мг/дм3.  
Серебро (Ag) – 0,05 мг/дм3

Органические примеси

Перечень органических примесей в воде, приведенный в  СанПиН 2.1.4.559-96, содержит сотни веществ. Приведем показатели, характеризующие  предельные концентрации основных природных  и искусственных органических веществ, влияющих на качество воды (мкг/дм3).

Хлорированные алканы  
Четыреххлористый углерод – 6  
Дихлорметан – 7,5  
1,1,1-трихлорэтан - 10000

Хлорированные этилены  
Винилхлорид – 50

Ароматичекие углеводороды  
Бензол – 10  
Толуол - 500

Полицикличекие ароматические углеводороды  
Бенз(a)пирен – 0 5

Хлорированные бензолы  
Монохлорбензол - 20  
1,2-дихлорбензол - 2  
Трихлорбензол 30

Элементоорганические соединения  
Диалкилолово (соединения) - 5  
Тетраэтилолово – 0,2  
Трибутилметакрилатолово – 0,2

Отдельные пестициды  
1,2-дихлорпропан - 400  
1,3-дихлорпропен - 400  
Гептахлор и гептахлорэпоксид - 50

Хлорфеноксигербициды (помимо 2,4-Д и MCPA)  
2,4-ДВ 90 - 500  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ухудшение качества воды при  транспортировке  по трубам.

Качество питьевой воды, подаваемой потребителю напрямую, зависит от состояния трубопроводов. Известно, что 80% всех магистральных водоводов в России собраны из стальных труб, уличная водопроводная сеть - из чугунных труб с заделкой стыков цементными растворами, 10-15% - пластмассовые трубы (полиэтиленовые, полипропиленовые и др.), остальное - медные трубы. Стальные трубы не имеют должной защиты от внешней и внутренней коррозии и начинают течь через 5-6 лет, создавая аварийные ситуации в сетях. Потери воды от повреждений на трубопроводах в виде трещин, разрывов и разгерметизации стыков составляют от 8 до 40% от объема поды, поданной в сеть. 
При прохождении воды по тубам в ней увеличивается содержание железа. В основном это связано с присутствием в природных водах растворенного кислорода в концентрациях 5-15 мг/л, в зависимости от времени года, температуры, фотосинтеза водных растений, наличия планктона или ледяного покрова. Присутствующий в воде кислород, который является инициатором коррозии, переводит железо стенок трубопроводов в ионную форму (в раствор). Только по этой причине концентрация железа в питьевой воде может составить 2-10 мг/л, что в 10-30 раз выше ПДК. Результаты исследований показали, что вода, содержащая железо в концентрации 0,3 мг/л (гигиеническая норма), безопасна для здоровья населения, в концентрации 10 мг/л и выше обладает аллергенным действием. У отдельных лиц, предрасположенных к аллергии, возможно появление аллергенных реакций при длительном использовании воды с содержанием железа 2-5 мг/л. Вода, содержащая повышенные концентрации железа, способствует развитию колоний железобактерий, при отмирании которых внутри труб накапливается плотный черный осадок (иногда его называют "шламом"). В результате уменьшается диаметр труб.

Образующиеся  на внутренней поверхности трубопроводов отложения являются продуктами сложных физико-химических процессов, происходящих на ней самой или на нанесённом защитном покрытии, а также в транспортируемой по трубопроводу воде. Кроме того, отложения в трубопроводах в ряде случаев являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, поселившихся и присутствующих в водопроводных трубах благодаря сложившимся условиям. 
Характер отложений в трубопроводах, как правило, определяется:  
- физико-химическими свойствами транспортируемых вод; 
- условиями эксплуатации сети; 
- продолжительностью службы трубопроводов.

При этом необходимо отметить, что химический состав, твёрдость  и расположение отложений в трубах часто обуславливаются местными, специфическими условиями эксплуатации данной системы водоснабжения.

На образование  отложений (осадков) в трубах значительное влияние оказывает состав транспортируемых вод, а также материал самих труб, наличие и качество изоляционных (облицовочных) покрытий, скорость движения воды и т.д. Достаточно часто образование осадков сопровождается выпадением взвешенных веществ, находящихся в воде (например, при транспортировке сырой исходной воды из источника водоснабжения). Несмотря на то, что в большинстве систем городского водоснабжения по трубопроводам транспортируется вода с малым содержанием взвешенных веществ, образование минеральной взвеси всё же имеет место.

Проводимые ранее  эксперименты по изучению химического  состава осадков в водопроводных  трубах показали, что во всех случаях  в осадках преобладают какие-либо определённые химические вещества: окислы железа, органические соединения, кальций и т.д. Это указывает на то, что в каждом случае образования осадков наблюдается прохождение нескольких процессов, один из которых является основным и служит причиной сокращения пропускной способности труб.

Растворённые  в природных водах минеральные  соли находятся в небольших количествах  и их концентрации в воде значительно  ниже предельной растворимости. Другими  словами, воды представляют собой ненасыщенные растворы минеральных солей. При движении воды по трубопроводам пересыщенности водных растворов минеральных солей по всей массе потока не может быть вследствие слабой концентрации их и низкой температуры (как правило до 25 град.). Однако в пограничном слое, где скорость воды минимальная, могут иметь место внезапные изменения равновесия. Толчком для начала осаждения могут явиться причины случайного характера: появление коллоидов, обладающих повышенной адсорбционной способностью, шероховатость стенок трубопроводов, дефекты изоляции, изменение скорости и т.д. 
Как показывают обследования проведённые ранее на ряде действующих систем коммунального и промышленного водоснабжения, основными причинами, вызывающими отложения, являются:  
выпадение карбоната кальция из транспортируемой воды, 
агрессивное действие транспортируемой воды на внутреннюю поверхность металлических труб, 
повышенное содержание железа, биологическое обрастание, 
выпадение взвешенных веществ. 
 
К последствиям зарастания трубопроводов следует отнести прежде всего следующее: 
нарушение нормальной работы водоводов и водопроводных сетей из-за изменения коэффициента шероховатости труб (принимаемого при проектировании как постоянный для всего срока эксплуатации трубопроводов); данное обстоятельство приводит к чисто материальным убыткам, связанным с перерасходом электроэнергии, а также неудобством, связанным со снижением свободного напора и расчётного водопотребления, 
увеличение мощности насосов из-за зарастания живого сечения и преодоления возросшего гидравлического сопротивления,  
ухудшение качества транспортируемой воды (например, появление цветности, мутности, неприятного привкуса, вызванного нарушением структуры осадков);  
снижение санитарно-гигиенического эффекта обеззараживания, в частности, хлорирования: вследствие высокой пористости и адсорбционной способности отложений остаточный хлор исчезает в течение 2 часов, 
нарушение режимов функционирования трубопроводной арматуры при её эксплуатации и т.д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Заключение.

Роль воды в  нашей жизни трудно переоценить. Она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода жизненно необходима организму, в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. При плохом качестве воды человек начинает болеть или его организм начинает хуже функционировать.

Загрязненные  источники водозабора таят в себе большую угрозу для здоровья и  жизни человека. Через такую воду могут передаваться многие болезни. Брюшной тиф, дизентерия, холера, инфекционная желтуха, водная лихорадка, бруцеллез, полиомиелит – вот неполный перечень опасности для здоровья. Грязная вода становится источником заражения человека животными паразитами - глистами и яйцами некоторых паразитических червей. Еще одна опасность - загрязнение фармакологическими препаратами. Попадая с водой в организм человека, они накапливаются в нем и не выводятся естественным путем. Качество воды определяется также по наличию в ней химических включений, которые раньше всего обнаруживают наши органы чувств: обоняние, зрение (запах, мутность, прозрачность).

Ликвидация угрозы зависит от того, насколько качественно проведена водоподготовка; если мыслить более масштабно, надо учитывать качество очистки воды, предназначенной для потребления населением городов. Поэтому без преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей.

Жители городов  целиком и полностью зависят  от воды, текущей из крана. Но даже при  лучших системах водоподготовки и водоочистки, во время прохождения по трубам качество воды ухудшается, плюс появляется хлорный запах и привкус. Уничтожая болезнетворные микробы, хлор попутно образует десятки мутагенных и канцерогенных соединений. Поэтому, при выходе из крана, ее необходимо доочистить. Самое простое и эффективное решение проблемы доочистки воды – это установить водоочиститель - домашний фильтр для воды. 
 
 
 
 

     Список литературы.

Абрамов Н.Н. Водоснабжение// М.,1982. С.237 – 243.

Николадзе Н.Н. Водоснабжение// М.,1989 .

Сомов М.А., Квитка Л.А. Водоснабжение// М.,2006 С. 158-166.