CC BY
18
В. Г. ПОМЕРАНЦЕВ, М. Г. ПЫШКИН (Орехово-Зуево)
Артезианские воды и санитарный контроль
над ними
Из Орехово-Зуевской районной санитарной станции (зав.—д-р М. И. Шрейбер)
До сих пор еще существует мнение, что повседневность санитарного контроля при ¡эксплоатации артезианских вод (а. в.) не является строгой необходимостью. Основано оно на сознательном или бессознательном признании тождества между состоянием воды в артезианских горизонтах (а. г,) и тем состоянием, в котором она .поступает к потребителю.
Ошибочность такой предпосылки очевидна. Проходя через сложную и длинную цепь технических сооружений (обсадные трубы, насосы, резервуары, сеть), вода может подвергаться в них различным изменениям вследствие эпизодического или систематического поступления в нее тех или иных примесей. Чем дольше существует система, тем, в силу износа ее частей, опасность нежелательных примесей все больше и больше возрастает. Но она угрожает и новым системам, если последние неправильно сооружены или небрежно эксплоатируются. Мы говорим уже о самих а. г. Требование повседневности санитарного контроля над а. в. вытекает из необходимости в о-в р е м я уловить все такие изменения..
Санитарный врач, химик, бактериолог, инженер, читая протокол анализа любой пробы а. в., должны ответить на следующие вопросы.
1. Является ли данная проба близкой к среднему составу а. в. девственного горизонта или же по пути следования через технические сооружения она подверглась какому-либо постороннему воздействию?
2. Если она такому воздействию подверглась, то чтб это за воздействие и в какой части системы оно имело место?
Опорой для суждения в таких случаях служат:
1) детальное знакомство с техническим и санитарным состоянием водопроводных сооружений и с планом водопроводных и канализационных сетей;
2) данные о среднем химическом составе и амплитудах колебания показателей его за ряд лет: а) вод каждой из состоящих под наблюдением артезианской скважины (а. е.); б) грунтовых вод в районах их расположения и в) вод, питающих другие водопроводы, существующие в населенном пункте.
Постараемся иллюстрировать сказанное примерами из практики обслуживания артезианского водоснабжения Орехово-Зуева.
Регулярный санитарный надзор над а. в. имеет здесь тринадцатилет* нюю давность. Система, принятая в настоящее время, сводится к следующему. Пробы вод берутся ежедневно из насосов всех действующих а. с. и из периферийных водоразборных точек по особому выбору, причем определяются рН, содержание хлоридов и карбонатная жесткость. Раз в шестидневку делается подсчет колоний и определяется титр кишечной палочки. Четыре раза в год пробы вод, взятых из насосов а. е., подвергаются полному санитарно-химическому анализу. Параллельно контролируются грунтовые и речные воды путем производства четырех полных санитарно-химических анализов в год; одновременно делаются и бактериологические исследования.
За 13 лет по отношению к а. в. проведено: 301 полный химический анализ, 2 001 определение рН, 2 030 определений содержания хлоридов, 1 300 определений карбонатной жесткости, 3 970 определений титра кишечной палочки, 444 подсчета количества бактериальных колоний.
Размеры журнальной статьи не позволяют подробно остановиться на гидрогеологии города и организации его водоснабжения, поэтому ограничимся лишь конспективным изложением важнейших фактов.
По В. А. Жукову, М. П. Толстому и С. В. Трояновскому Орехово-Зуево лежит в восьмом гидрогеологическом районе Подмосковного каменноугольного артезианского бассейна. Эксплоатируются два верхнекаменноугольных горизонта: омфалотроховый и тегулифериновый.
По свидетельству названных авторов, эти горизонты изолированы друг от друга весьма выдержанной толщей красноцветной глины и гидравлической связи между собой не имеют. В пределах Орехово-Зуева толщина этого слоя равна 13—15 м.
Верхнекаменноугольные отложения перекрыты сплошным слоем юрских глин (1з), мощность которого на территории города в среднем равна 38 м. Он абсолютно исключает возможность проникания поверхностных грунтовых вод в артезианские горизонты путем фильтрации. Грунтовые воды на территории города залегают в четвертичных отложениях (древнеаллювиальные и флювиоглициальные пески) и р большинстве случаев сильно загрязнены. Приводим пример значительного загрязнения (средние данные из 6 анализов вод одного колодца за 1938 и 1939 гг. в мг на 1 л).
рН............ 6,05 Азот альбуминоидный . . 2,868
Сухой остаток при 110° .947,0 » нитратов.....60,0
Жесткость общая в немец- » нитритов..........0,244
ких градусах.....17,39 Окисляемость по Кубелю
Жесткость карбонатная . . 2,09 (нефильтрованная) . . . 7,31
Железо ......... 0,53 Хлориды........219,0
Азот аммонийный .... 8,56 Сульфаты........69,54
В юго-восточных районах города грунтовые воды богаты железом '(близость торфяников), количество которого достигает нескольких десятков миллиграммов на 1 л.
Источником водоснабжения для водопроводов служат 12 действующих а. с. и одна готовая к пуску.
Основная часть города обслуживается старой водопроводной сетью. Детальных планов и инвентаризационных списков ее нет. Эта сеть многократно пересекается с сетями технических водопроводов, питаемых неочищенной речной водой. Нет полной уверенности в том, что ликвидированы все существовавшие ранее соединения между питьевой и тех<-нической сетями.
В ближайшее время положение должно резко измениться к лучшему, так как хозяйственно-питьевое водоснабжение города коренным образом реконструируется.
Практические результаты санитарно-химических исследований сводятся к следующему.
В табл. 1 приведены для каждой а. с. средние показатели за весь период наблюдения химического состава ее вод. Важно помнить, что пробы брались из насосов. Из таблицы видно, что наиболее резкие отличия между водами отдельных скважин наблюдаются р показателях рН, хлоридов и железа. Эти отличия позволяют в пределах каждого горизонта выделить по 2 группы скважин. В омфалотроховом горизонте в первую группу войдут скважины № 1, 2, 3, 4 и 5, во вторую — № -6 и 7; в тегулифериновом в первой группе объединятся скважины № 8, 9 и 10, а во второй — № 11, 12 и 13.
•Жуков В. А., Т о л с т о й М. П. и Трояновский С. В. «Артезианские воды каменноугольных отложений подмосковной палеозойской котловины», ГОНТИ, 1939 г.
>5
« я о и
н.«
я £ •а а> ы
•а я №
¡Е 2
я=
я
-а
■о и
>а о ■о
38 §8
а ь
ы
•«—•я
ОО
■О»
• О • о\«
я
н •о
я 5°
н
Я СП
2 ~ я« С7>
4 ^
а
оо
" О
О
•а: и О ст
я
а
О) Н я И
л ! Я
е
я
О я
ё 5
1° ** я
о
Я и
ш
ЕЯ Я
Е ® л я я
О )э Ы
л> к я з:
— ЕГ
_ Я
•8
р*
>1 -а
I н
о> 5
я и а
£ о
— я
ш ч ы л я и ы я о • со
и
| № скважин
£ О С, ц -е- ^ ш я 1а •& о я о я и о 2 £ Е 5= =: Э.ссплоатируемый горизонт
1923 1923 1936 1938 1938 1889 1905 1907 1888 1902 1889 1900 1894 Год сооружения
4*-МСОСО-ЧООООЮ>— Ы ¡Ь ОО Ы Продолжительность регулярного санитарного контроля (сколько лет)
мД^Ым^ЮМ — ЮЛ. — — слоо4-слоо4*союоо4-со Количество полных химических анализов за это время
1 СО 1 4- со л. I »— -Ч 4*. 1 ОО Ю СО Ю 1 4*. 4*. -Ч ЮОО О 00 О 4». О) РН Количес во опредетений за 1937-1939 гг.
1—00 1 4". Ы 1 >— 1 м ч и 1 со м оо м 1 лл.оо со сл ч -ч оо сл 4- Ю ОО хлоридов
| | М I Ю 1ч5 СО I — Ч (О СО Л. — 4^ О Ч Сл жесткости кар-Оонатной
Сл0<04^ 00 00 4^4*
ООМООМЮММСОЮЬЗММЮ ЮОООСОСЛСЛ-Ч — С0с0 01СТ>^) ОиЗОООСлЮЛОО^аМЕССлО
» и о) оо а - оо оо о о о»
О14-СпСЛС0С^СОСЛС0СЛС0С04-
ел и и
1\5 ю
со
а> о
4- СО СО СО
СО КЗ — —
О м*. 00 0 о — р О
О) СС Ю СО 01 СЛ " О! ^ 00
ойм — О^Сл-Ы I— 00 о
оооооооо о о о о о
4-ЮСл00О010>Ю-ЧС0С0<0
Й
ооооооооооооо
о р
СО Сл О! со
0 _ о — ооро
^ОЗЕОО^ОО^Ч 0<.00-0001400
о о о о о
ООО
о
_ 4». ю со сл_<р
О -О —
- - 1С
о
О о о о
Д о о о
Р о л- —
ЦЭ о 4-
о о о о о о О о о
о § ю о о о о § о о 4* 8 о со о 8 м о м 4-
(О 00 ю — 4ь со 00
-ч <о сл — 4*. оо ч —
° ® .р
о о
о о
о о
00 (О >— Ю 00 00
со СлЗ 00 СО со
"со — оо о» со ^ ю ю
ОФЩ^СП^Ч-ЧСД^СЛСЛ СлМООТСО-ЧЛСОСлООО-ЧЮ
ы со о
Ч 00 СО Ч СП®
рН
сухой остаток при 110°
жесткость общая в немецких градусах_
жесткость карбонатная
железо
азот аммонийный
азот альбумино-идный
азот нитратный
азот нигритный
окисляемосгь по Кубелю (не филь* трованная)_
хлориды
сульфаты
О
•а
Л
Я
я
А
ш
р»
а
№
•а
а
о
я
р>
и\
а
о
0) 1а
= Я
Б я
^ я
В а
и а о к
ы
8>
О
X
а
о
)э
е>
в
я
д
К
а
о
ы
в
д
И
о •о
а >
х я №
а о
м
В) се В1 -л а и
я
X я 3 я
ж о
о о
й> о и
а
о >
»
X)
н а се я
V
а
о «
X И
о К в
В) £ X X
О ■о
(В И о в
0
1
ы
V а в а
я
к -1
о»
Я Я
Обработка 1 954 показателей рН за 1937—1939 гг. методами вариационной статистики дала результаты, приведенные в табл. 2.
Таблица 2
Результаты обработки показателей методами вариационной статистики
Группа скважин Количество анализов Средняя арифметическая (М) Среднее квадрати-ческое отклонение (о-) Коэфици-ент вариации М ± трехкратное (а) Крайние члены ряда
1-я омфалотроховая . . 264 7,42 ±0,13 1,7бо/о 7,81-7,01 7,7-7,1
2-я омфалотроховая . . 747 7,01 ±0,17 2,42о/о 7,52-6,50 7,5-6,5
1-я тег} лифериновая 464 7,56 ±0,11 1,45о /0 7,89-7,23 7,8-7,3
2-я тегулифериновая 479 7,04 ±0,15 2,13% 7,49-6,59 7,5-6,5
Данные табл. 2 позволяют сделать следующие выводы: ч1) ряды, с которыми мы имеем дело, являются типическими;
2) между средними показателями первых и вторых групп каждого горизонта существует действительное отличие;
3) различия между одноименными группами горизонтов могут зависеть от случайных причин;
4) показатели вторых групп более лабильны, чем первых.
Ясно, что воды вторых групп денатурированы какими-то примесями. Источник примесей выясняется при сравнении состава грунтовых вод города с составом а. в. первых групп скважин. Грунтовые воды (105 анализов из 20 срубовых колодцев за 5 лет) всегда имеют кислую реакцию, в то время как а. в. (806 анализов за весь период наблюдения) отличаются стойкой щелочной реакцией. Грунтовые воды богаты хлоридами (десятки и сотни миллиграммов на 1 л), а. в. первых групп скважин хлоридами бедны (единицы миллиграммов на 1 л).
Так как различия между первыми и вторыми группами а. в. находят наиболее резкое выражение в активной реакции и содержании хлоридов, то изложенные выше факты дают полное право подозревать существование подтока грунтовых вод в артезианские во всех случаях, когда реакция последних переходит в кислую и когда содержание хлоридов в них заметно повышается.
Опыт эксплоатации а. с. № 7 показал правильность такого заключения. Воды этой скважины, начиная с 1936 г., резко изменили активную реакцию, содержание хлоридов и железа. Вот цифры (табл. 3).
Таблица 3
Средние показатели за 1935—1939 гг.
Годы рН Хлориды Железо
1935 ............... 1936 ............... 1930-1935 ............ 1936—1939 ............ 7,4 6,9 7,2 6,9 5,1 21,3 4,8 18,1 0,69 5,48 0,73 8,17
Осмотр обсадных труб скважин в апреле 1937 г. показал наличие в них свищей (рис.), через которые грунтовые воды свободно изливались
в скважину. Источник загрязнений и путь проникновения последних обнаружены глазом. Таким образом, наше умозаключение было подтверждено прямыми наблюдениями. Так был разрешен один из важнейших вопросов в области водоснабжения Орехово-Зуева.
Опыт, полученный на а. с. № 7, заставил осмотреть весной и летом 1939 г. еще 5 скважин, которые давали воду с изменениями состава, аналогичными наблюдавшимся в водах а. с. № 7, но гораздо более резко выраженными. Три из этих скважин были брошены в силу порчи воды в дореволюционное время, одна — в 1935 г. и одна — в 1937 г. В обсадных трубах четырех скважин оказались свищи, причем можно было видеть и слышать, как через них вливались в скважины грунтовые воды. Законсервированные а. с. при наличии свищей в обсадных трубах и при определенных отношениях между зеркалами грунтовых вод и пьезометрическим уровнем воды в скажине неминуемо превращаются в скважины, поглощающие грунтовые воды, и, следовательно, в постоянные источники загрязнения горизонта. То же надо сказать и о действующих неисправных скважинах в часы, свободные от работы. Поэтому все пять наблюдающихся нами скважин были затампонированы немедленно после осмотра их.
Из табл. 1 видно, что воды скважин вторых групп содержат гораздо больше железа, чем воды первых. Причина этого явления окончательно еще не выяснена. Мы полагаем, что избыток железа образуется благодаря подтоку грунтовых вод. Основанием для такого предположения служат результаты сравнительного изучения вод пяти затампонированных скважин и топография их. К сожалению, мы не можем более подробно осветить этот очень интересный и важный вопрос, который имеет для города жизненное значение, так как все до сих пор остановленные скважины останавливались именно благодаря прогрессировавшему избытку железа в их водах.
Изложенные выше факты показывают, каким образом систематический санитарный контроль, опиравшийся преимущественно на полные санитарно-химические анализы, позволил нам путем довольно длительного наблюдения изучить жизнь а. в., питающих наш город, научил отличать здоровое в этой жизни от больного и дал возможность распознавать причины заболевания.
Но путь немедленного накопления результатов полных санитарно-химических анализов слишком долог. Жизнь требует быстрой ориентировки в положении, а полные санитарно-химические анализы дать ее HQ могут. Если же а. в. получают какие-либо примеси, то полные, редко проводящиеся анализы могут дать ложную ориентировку. Поясним сказанное примером. Полный санитарно-химический анализ вод а. с. № 7, произведенный 21.IV. 1937 г., дал показатель рН, равный 6,9. 14 определений рН, проведенные за тот же месяц, характеризуются следующим рядом показателей: 1 .IV —7,4; 3.IV — 7,3; 6.IV — 7,1; 7.IV — 6,7; 9.IV— 6,9; 11. IV — 6,9; 13.IV —6,7; 15.IV —6,8; 17.IV —7,5; 19.IV —7,2; 23.IV —7,0; 25.IV —6,9; 27.IV —6,7. Если бы выемка для полного анализа была сделана 1, 3, 5, il 7 или 19.IV, то могло бы создаться ложное впечатление благополучия.
Полные санитарные анализы вследствие своей громоздкости в усло^
виях практической работы районных санитарных инспекций не могут производиться часто, в особенности в тех случаях, когда количество объектов мало-мальски значительно.
Если существуют хоть малейшие основания подозревать возможность примесей к а. в. посторонних вод, то потребность в кратких, несложных, дающих быстрый ответ анализах становится неотложной. Поэтому они в добавление к полным и были введены в Орехово-Зуеве с 1937 г. Вопрос заключается только в том, какие показатели ¡выбрать в качестве сигнализаторов. Здесь все зависит от местных условий, от того, каких примесей можно ожидать. Для (Орехово-Зуева такими показателями являются данные о содержании рН и хлоридов, а также о степени карбонатной жесткости. Выбор первых двух достаточно обоснован всем предыдущим изложением.
Показатель карбонатной жесткости принят в качестве сигнализатора о примеси к артезианским водам речной /воды. Основанием для этого послужили следующие соображения. Карбонатная жесткость а. в., подаваемых безупречными а. е., никогда не бывает ниже 12 немецких градусов. Карбонатная жесткость речной воды в районе забора ее для подачи в сеть колеблется в зависимости от сезона, но никогда не поднимается выше 7,5 немецких градусов. Таким образом, a priori можно допустить, что подток речной воды в артезианскую скажется на показателе жесткости и вызовет его понижение. Практика оправдала такой выбор.
В начале декабря 1937 г. в одном из общежитий учащихся разыгралась вспышка неспецифических острых кишечных заболеваний. В поисках причин ее возникновения в первую очередь обратили внимание на воду. Определение карбонатной жесткости в пробах воды, взятых из водоразборных точек в жилищах, окружающих общежитие, дало следующие результаты (табл. 4).
Таблица 4
Карбонатная жесткость в пробах воды
Точки 15. XII 16. XII 17. XII 23 . XII
б............... 9,48 8,40 9,48 9,51 8,96 15,90 15,13 15,38 15,30 15,64 14,36 15,38
Снижение жесткости прямо указывало на подмесь к а. в. речной во-1 ды. В результате поисков было обнаружено соединение артезианской сети с речной в одном из домовладений, расположенных неподалеку оп общежития. В ночь с 16 на 17.ХН соединение было ликвидировано, со-! став воды пришел в норму и больше из нее не выходил, а кишечные заболевания прекратились.
В этом примере оперативное значение кратких анализов встает во весь рост. Он же может служить ярким доказательством опасности, представляемой непосредственными соединениями между питьевым » техническим водопроводами. С санитарной точки зрения они абсолютно противопоказаны. Санитарный врач должен категорически требовать их Ликвидации 1 и решительно отвергать все аргументы хозяйственников в пользу их. Обычно они сводятся к обещаниям поставить задвижки и обратные клапаны и к ссылкам на то, что в питьевой сети давление выше, чем в хозяйственной.
1 В единичных случаях, где такие соединения временно неизбежны, принимаются особые меры предосторожности (см. «Альбом по водоснабжению» изд. Мое конского-научно-исследовательского санитарного института им. Эрисмана, М., 1939 г.).
Ненадежность клапанов и задвижек давно доказана, а для иллюстрации значения давления приведем еще один пример из этой области.
В одном из районов Орехово-Зуева проведена теплофикация крупных общежитий. Однажды из водопроводных кранов одного такого общежития пошла теплая вода. Расследование показало, что забыли отъединить от водопроводной сети отопительный котел, в который подавалась теплофикационная вода. Давление в водопроводной сети все время было выше, чем в теплофикационной, но однажды отнэшение изменилось, что и привело к проникновению теплофикационной воды в водопроводную сеть. Вот как неожиданны могут быть иногда источники примесей ¡к питьевым водам.
Добавим в заключение, что наша практика подтверждает возможность проникновения в сеть посторонних вод через водоразборные колонки. Еще существующий кое-где на окраинах города обычай подсинивать и прополаскивать белье под краном водоразборных колонок привел один раз к подаче колонкой воды синего цвета; очевидно, засасывались попавшие в колодец промывные воды.
Перейдем к. результатам бактериологических исследований. В пробах а. в., взятых даже из насосов, почти всегда обнаруживаются бактерии. Время от времени открывается кишечная палочка. В 15,3% наших проб количество колоний выражалось четырехзначным числом и выше; это значит, что остальные 85% проб должны быть отнесены по схеме Микеля к чистым, весьма чистым и чрезвычайно чистым.
Почти в 90% не удалось найти кишечную палочку в 500 см3 воды. Титр ниже чем в 100 см3 установлен только для 0,3% проб, а 10 см3 были наименьшим количеством воды, в котором обнаруживалась палочка. Таким образом, по Уипплу, 99,7% проб наших а. в. должны быть отнесены к здоровым и только 0,3% — к достаточно здоровым. Даже при высоких требованиях, предъявляемых а. в. проф. Л. И. Мац, 90% наших проб могут быть признаны вполне удовлетворительными.
Надо сказать, однако, что за последние годы наблюдается повышение частоты находок кишечной палочки, но преимущественно в титрах не ниже 250 см3.
В нашей практике данные бактериологических исследований в противоположность химическим ни разу не сыграли роли сигнализаторов: Обзор ведомостей с подробными календарными записями результатов этих исследований создает впечатление случайности находок. Вопрос об источниках бактериальных загрязнений наших а. в. не может считаться разрешенным. По ряду соображений, основанных на имеющихся в нашем распоряжении материалах, мы полагаем, что грунтовые воды - не являются основным и даже заметным поставщиком этих загрязнений. Мы склонны думать, что в большинстве случаев бактериальные, включения в наших а. в. имеют наземное происхождение. Износ технического оборудования, моменты ухода за ним, погрешности в технике взятия и доставки проб — вот, по нашему мнению, основные их источники.
Мы ни в какой мере не умаляем значения бактериологических методов в деле санитарного контроля над а. в. Они безусловно должны практиковаться как неотъемлемая составная часть повседневного санитарного контроля. Всякая угроза возможности проникновения в а. в. бактериально загрязненных посторонних вод, даже мысль о такой угрозе, — обязывают к установлению ежедневных бактериологических исследований. Для повышения оперативного их значения научная мысль должна усиленно продолжать разработку экспрессных методов (мембранного фильтра и т. д.).
Выводы
1. Источниками загрязнения а. в. в Орехово-Зуеве служат старые а. е., обсадные трубы которых имеют свищи. В сети загрязнения могут про-
Гнгиена и санитария, .V 7—з
исходить вследствие наличия невыявленных соединений с сетями технического назначения, а также через уличные водоразборные колонки. Вскоре положение должно резко улучшиться в связи с реконструкцией питьевого водоснабжения.
2. Повседневный регулярный санитарный контроль над а. в. абсолютно необходим.
3. В условиях Орехово-Зуева наиболее оперативным сигнализационным моментом санитарно-химического контроля является ежедневное определение рН, хлоридов и карбонатной жесткости в пробах, взятых из насосов- всех функционирующих скважин и периферийных водоразборных точек по особому выбору.
4. Полные санитарно-химические анализы артезианских, грунтовых и речных вод, проводимые 4 раза в год, нужны для углубленного изучения этих вод. Они создают фундамент, опираясь на который можно более обоснованно и надежно использовать данные ежедневных кратких анализов. »
5. Бактериологические методы контроля безусловно необходимы и должны проводиться параллельно с химическими.
6. Нуждается в скорейшем разрешении вопрос о происхождении в а. в., питающих город, избытка солей железа и о мерах борьбы с этим явлением.
7. Система санитарного контроля над а. в., принятая в Орехово-Зуеве, доказала свою практическую целесообразность и дает надежную опору для оперативной деятельности и плановых мероприятий Санитарной инспекции в области водоснабжения.
М. Д. ГАЛЬПЕРИН (Минск)
>
К вопросу о химической очистке сточных вод кожевенного производства
Из кафедры общей гигиены Минского медицинского института (зав.—проф. 3. К. Могилевчик)
Быстрый рост химической промышленности в СССР создает предпосылки для более широкого развития химических методов очистки сточных вод. Химическая очистка сточных вод производится применением к ним реактивов, обладающих свойством образовывать р очищаемой воде хлопья, которые, осаждаясь на дне отстойников, увлекают за собой и нерастворимые вещества. При этом эффект осаждения нераство-ренных веществ в сравнении с механическими методами сильно повышается (до 85—90% и больше), происходит частичное выделение растворенных веществ и выпадение части бактерий, содержащихся в сточных водах.
Из ряда предложенных для химической очистки сточных вод средств оказались наиболее действительными и нашли широкое применение известковое молоко, сернокислый глинозем, железный купорос и сернокислый магний.
В некоторых производствах эти вещества являются отбросами, и их применение для очистки сточных вод соседних предприятий может оказаться весьма экономным.
Настоящая работа была проведена с целью проверки эффективности химической очистки сточных вод кожевенного производства, которые
