RSS

Исследования содержания хлора в питьевой воде и его влияние на здоровье человека

11:54 26.10.2018

Вода – единственный ресурс природы, который не имеет заменителя. Вода —источник жизни не только для человека и животных, но и среда обитания для различных микроорганизмов, бактерий и вирусов. Защитить организм от возможной вирусной и бактериальной атаки в современных условиях можно несколькими способами. Самый простой, но не самый безопасный — это дезинфекция, т.е. хлорирование воды.

По мнению многих ученых, хлорирование воды - это самое крупное изобретение в медицине, а точнее в профилактической гигиене XX века, принесшее огромную пользу человеку. Именно хлорирование воды, а не открытие антибиотиков, инсулина или пересадка сердца спасло больше всего жизней. Оно остановило распространение кишечных инфекций в крупных городах мира.

Впервые хлор для обеззараживания воды стали использовать в Лондоне после эпидемии холеры 1870 года. В России хлорирование воды было осуществлено в 1908 году, также в связи с эпидемией холеры. В дальнейшем, его проводили в Кронштадте, Нижнем Новгороде, Ростове-на-Дону, Петербурге. На первых порах, хлорирование воды применялось эпизодически, по мере возникновения вспышек кишечных инфекций. В последующие годы хлорирование воды как эффективное средство борьбы с инфекционными заболеваниями распространилось во всем мире быстрыми темпами, и в настоящее время такой водой пользуются многие сотни миллионов людей во всем мире.

Для чего же производится хлорирование питьевой воды? Как известно, источниками питьевой воды в большинстве городов России являются реки, водохранилища, озера - так называемые наземные или поверхностные источники. Водные наземные источники – это среда обитания множества макро- и микроорганизмов, болезнетворных бактерий, также в воде растворено очень много химических элементов, которые не только ухудшают органолептические свойства воды, но и делают ее не безопасной для человека. Без предварительной очистки такую воду пить нельзя. Прежде чем поступить в городскую систему водоснабжения вода должна пройти этапы водоподготовки:

- Механическая фильтрация (первый этап):

Первый этап водоподготовки позволяет удалить из воды видимые твердые и волокнистые включения: песок, ржавчину и т. д. При механической обработке воду последовательно пропускают через ряд фильтров с уменьшающимся размером ячеек.

- Химическая обработка:

Технология используется для приведения химического состава и качественных показателей воды к норме.

01 ипполитов.png

В свою очередь, в зависимости от первоначальных характеристик воды, химическая обработка может включать такие этапы, как: отстаивание, коагуляцию, умягчение, осветление, аэрацию, деминерализацию и фильтрацию.

Одним из важных этапов водоподготовки является обеззараживание, в данном случае хлорирование. Хлорирование это один из способов удаления из жидкости болезнетворных бактерий, палочки тифа, холеры и других инфекций, а также для снижения цветности воды. Хлорирование как метод обеззараживания питьевой воды основан на том, что свободный хлор и его соединения способны угнетающе действовать на ферментативные системы микроорганизмов, ускоряющие реакцию в окислительно-восстановительных процессах. Это в свою очередь означает, что хлор способен разрушать любую органику и создавать на ее основе хлорорганические соединения.

Для обеззараживания чаще всего используют такие хлорагенты, как хлорную известь или газообразный (элементарный) хлор. В Москве, с целью повышения надежности и безопасности производства питьевой воды за счет исключения из обращения жидкого хлора в 2012 году завершен перевод всех станциях водоподготовки на новый реагент – гипохлорит натрия. Количество хлорагента, необходимого для обеззараживания воды определенного объема, определяется по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде. Правильное назначение «дозы хлора» является исключительно важным. Недостаточное количество хлорагента может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия, а излишняя доза ухудшит вкусовые качества воды. Поэтому количество хлорагента должно быть установлено в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании опытов с ней. Расчетная доза хлорагента при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков). Показателем достаточности принятой дозы «хлора» служит наличие в воде так называемого остаточного свободного хлора. Остаточный свободный хлор – это хлор, входящий в состав хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, которые образуются при попадании гипохлорита натрия в воду. Остаточный свободный хлор остается в воде от введенной дозы хлорагента после окисления находящихся в воде веществ.

Согласно требованиям нормативных документов, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3— 0,5 мг/л.
При введении хлорагента в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю.

К преимуществам хлорирования относится:

· высокая бактерицидная эффективность;

· простота контроля за эффективностью обеззараживания;

· экономичность при расходе;

· способность длительное время консервировать уже очищенную воду;

· устранение цветности воды, её запаха и вкуса.

На данный момент хлорирование является самым проверенным и наиболее дешевым методом обеззараживания воды.

Только после прохождения воды через все этапы очистки, она поступает в распределительную сеть трубопроводов.

Но при всех преимуществах такого незаменимого этапа очистки воды хлорсодержащими веществами, в скором времени были обнаружены негативные последствия

Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора. Он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами, находящимися в воде, а в воде из поверхностных источников находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также всевозможных красителей, ПАВ, фенолов, нефтепродуктов. Такие процессы происходят не только во время первичной очистки (до поступления в распределительную сеть), но и в самой сети трубопроводов.

В результате этих процессов образуются канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды, такие как:

· Хлороформ, - обладает канцерогенной активностью;

· Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан, - обладают мутагенными свойствами;

· 2, 4, 6 – трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы, - иммунотоксичные и канцерогенные вещества;

· тригалогенметаны – канцерогенные соединения хлора.

При использовании этого метода обеззараживания можно сделать вывод, что исключительно важно правильно подобрать необходимую дозу «хлора», которая обеспечит безопасность питьевой воды и не ухудшит ее свойства.

Вышеперечисленные хлорсодержащие токсины оказывают замедленное угнетающие воздействие на организм человека. Очистка питьевой воды от хлора не решает проблемы, так как многие из опасных соединений образующиеся в воде в процессе ее хлорирования попадают в организм человека через кожу, во время мытья, приема ванн или посещения бассейна. По некоторым данным, часовое принятие ванны, содержащей в избыточном количестве хлорированную воду соответствует десяти литрам выпитой хлорированной воды. Ранее считалось, что хлорированная вода не оказывает на здоровье человека неблагоприятного действия. По мнению некоторых исследователей, с употреблением загрязненной воды может быть связано от 30 до 50% случаев злокачественных опухолей. В настоящее время ученые во всем мире исследуют эту проблему. Они связывают многие опасные заболевания с попаданием в человеческий организм хлора или вредных побочных продуктов хлорирования воды.

В последнее время появляются все новые методы обеззараживания воды, такие как:

-Ультразвуковое воздействие. За счет того, что под воздействием ультразвука происходят резкие перепады давления, микроорганизмы разрушаются. Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Преимуществом является нечувствительность к высокой мутности и цветности воды, а также возможность воздействовать на большинство форм микроорганизмов.

- УФ-излучение. Эта методика основана на обработке воды ультрафиолетом. Тот факт, что УФ-лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы, лежит в основе данного метода.

- Озонирование. Озон, так же как и хлор, является сильным окислителем. Проникая сквозь оболочки микроорганизмов, он разрушает стенки клетки и убивает ее. Озон хорошо справляется как с обеззараживанием воды, так и с ее обесцвечиванием и дезодорированные. Способен окислять железо и марганец. Обладая высоким антисептическим действием, озон разрушает вредные микроорганизмы в сотни раз быстрее, чем другие реагенты. В отличие от хлора, уничтожает практически все известные виды микроорганизмов. При распаде реагент преобразуется в кислород, который насыщает организм человека на клеточном уровне. Быстрый распад озона в то же время является и недостатком данного метода, поскольку уже через 15-20 мин. после процедуры, вода может подвергнуться повторному заражению.

Но эти методы объединяет один существенный недостаток - они пока еще дороже хлорирования и не гарантируют 100% безопасности обработанной воды. А потому отказываться от хлора еще рано.

Лаборатория санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС» с начала 2018 года проводит государственную работу по оценке соответствия качества воды, подаваемой в помещения жилого, общественного, производственного и служебного назначения требованиям технических регламентов и проектной документации. В рамках данной работы, в том числе, контролируется содержание остаточного свободного хлора.

В соответствие с методикой, вода отбирается в нескольких точках подконтрольного объекта, затем передается в аналитическую лабораторию, где в результате специальной пробоподготовки получается необходимая для измерений проба воды. Далее, с помощью метода титриметрии, определяется концентрация остаточного свободного хлора в полученной пробе, а затем пересчитывается его концентрация в 1 литре воды.

02 ипполитов.jpg

Если содержание остаточного свободного хлора не превышает 0,3 мг/дм3, то согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» исследуемая вода соответствует требованиям безопасности. В противном случае, вода, поступающая в помещения, подлежит фильтрации, или иным способам удаления излишек хлора.

Статью написал / оформил инженер-эксперт Лаборатории «СЭиРК» Попова Ю.В.

Статью правил / утвердил Начальник Лаборатории «СЭиРК» Ипполитов Д.Е.