К вопросу об установлении границ второго пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

НАРОДНЫЙ КОМИССАРИАТ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР

ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ

Отв. редактор А. Я. КУЗНЕЦОВ, чам отв. редактора А. Н. СЫСИН Члены редколлегии: H А БАР A4. Ф Е БУДАГЯЧ, Н. П. КОМИССАРОВА, А. В. МО/ТЬКОВ, Н. А. С1ШАШКО. 3. Б. СМЕЛИНСКИЙ, Т. Я. ТКАЧЬВ Orne секретари: Р. М. БРЕЙНИ.1А, Ц. Д. ПИК

К вопросу об установлении границ второго пояса зона! санитарной охраны источников водоснабжения

Из Института обшей и коммунальной гигиены Академии медицинскчх наук СССР

Наиболее трудной задачей при проектировании зон санитарной охраны поверхностных источников водоснабжения является установление границ второго пояса и санитарных мероприятий в нем. Размеры первого пояса, имеющего назначение предохранять место забора воды и водопроводные сооружения от преднамеренных или случайных действий, могущих нарушить нормальное их функционирование и>ш вызвать прямое или косвенное загрязнение воды, вполне определяются тем, что он должен охватить лишь территорию расположения водопроводных сооружений. Просто определяются и проводимые в нем санитарные мероприятия (ограждение, охрана, запрещение доступа посторонним лицам и проживания на территории, планировка и озеленение территории и пр.). Установление размеров третьего пояса обычно также не вызывает затруднений, так как проводимые в нем мероприятия не связаны со сколько-нибудь значительными затратами.

Основная тяжесть защиты источников водоснабжения падае» на второй пояс. Его задачей является максимальное уменьшение существующих и могущих произойти загрязнений места водозабора путем использования способности водоема к самоочищению. Индивидуальные особенности водоема, влияющие на его способность к самоочищению, делают определение границ зоны затруднительным и не поддающимся нормированию.

Н. А. Кост пишет: «При установлении границ поясов зоны охраны нельзя, ввиду разнообразия местных условий, руководствоваться каки-ми-либо общими нормами».

В литературе не имеется более или менее обоснованных подходов к определению размеров или (поскольку ширина пояса определяется обычно границами водосборного бассейна, прилегающего к осматриваемому участку реки) протяжения второго пояса зоны санитарной охраны, т. е. расстояния верхней границы от места забора воды по реке.

Видные авторитеты в области гигиены водоснабжения Шпитта

1945

10-Ù ГОД ИЗДАНИЯ

M 10—11

т

(ЭрШа) и Рейхле (ЯекЫе) признают необходимость санитарной охраны по возможности всей площади бассейнов питания водохранилищ.

В США, по данным В. И. Мускат, основным мероприятием по санитарной охране источников водоснабжения является приобретение в собственность земельных участков, прилегающих к реке, озеру, водохранилищу. Размеры приобретаемых площадей резко различаются в зависимости от местных условий. Нередко приобретается вся площадь бассейна питания. В Англии стремятся приобрести в собственность всю площадь бассейна питания водохранилищ.

В нашей работе (Н. А. Кост и М. А. Руффель, «Зоны санитарной охраны») были даны ориентировочные размеры второго пояса зоны санитарной охраны: для крупных рек 20—30 км вверх по реке, для средних 30—60 км и для малых рек территория всего бассейна. При установлении границ зоны для водохранилищ рекомендовалось учитывать особенности водохранилища как водоема с весьма замедленным течением воды, способствующим отстаиванию и отмиранию бактерий, что позволяет сокращать для них размеры зон по сравнению с таковыми для рек.

Таблица!

Расстоя-

Расход Площадь ние верхней гра- Площадь

Источник водоснаб- воды зоны

Водопровод , бассейна ницы второго поя- второго

жения реки пояса

в км* са от во- в км2

м3/сек дозабора (в км)

Золинген (Герма- Водохранилище Seng-

ния) bachtalsperre емкостью

ч 3 млн. м3...... — 11,8 — 11,8

Бирмингем Водохранилище на ре-

(Англия) ке Elan....... — _ 18 — 18

Бармен (Герма- Водохранилище Kirspe-

ния) talsperre емкостью

15 млн. м3 ..... . — 27,5 4 27,5

Манчестер Водохранилище Ihilme-

ге.......... — 43,2 — 43,2

Водохранилище Long-

dendale....... —- 76 — 76

Водохранилище Howes-

water ........ — 96 — 96

Ростов н/Д Река Дон ....... — — 15 —

Ташкент Арык Боз-су..... 35,5 — 18 —

Олеан (США) — 525 18 87,5

Хоста Река Хоста...... 4,13 92 19 92

Алмазо-Марьев- Река С. Донец .... — — 30 —

ский

Иваново Река Уводь, водохранилище емкостью

82 млн. м8..... 2,76 460 31 220

Севастополь Река Черная, водохранилище емкостью

82 млн. м3...... 2,32 255,4 31,6 255,4

Сочи Река Сочи ...... 14,6 287 39 287

Токио Река Тамагава ..... — 395 — 395

Ленинград Река Не>>а...... 2 500 — 60 —

Москва (Рублев- Река Москва ..... — 7 350 100 2 000

ский)

Свердловск Водохранилище на

(проект) р. Чусовой емкостью 1 170 115 1 170

300 млн. м».....

В табл. 1 приведены данные о размерах осуществленных или запроектированных зон санитарной охраны для некоторых поверхностных источников водоснабжения, частично заимствованные у В, И. Мускат, и остальные собранные в нашей работе. Эти цифры показывают, что лишь в некоторых случаях протяженность второго пояса сокращается до !5—20 км, не считая случаев, когда веч длина реки составляет небольшую величину и целиком включается в зону. Чаще это бывает для более крупных рек.

Невозможность нормирования размеров второго псяса зоны санитарной охраны не должна, однако, служить препятствием к установлению некоторых критериев для определения -этих размеров. В качестве такого критерия мы попытались применить кислородный режим водоема, являющийся одним из основных показателей качестза воды, и на основании расчета способности водоема к самоочищению подойти к определению протяжения второго пояса зоны.

Качество воды каждого водоема, служащего источником водоснабжения, мы можем регулировать, используя его способность к самоочищению, двумя действующими законами:

1. «Санитарными правилами спуска промышленных сточных вод» (ГОСТ 1324-43), требующими содержания растворенного кислорода по всему течению реки не ниже 4 мг/л (среднесуточное в летнее время) и не допускающими для участков водоемов, используемых для центра-лизованнсго водоснабжения, находящихся в пределах второго; пояса зоны санитарной охраны водопроводов, превышения пятисуточной биохимической потребности в кислороде 2 мг/л.

2. Постановлением ЦИК и СНК СССР № 96/834 от 17. V. 1937 г.— «О санитарной охране водопроводов и источников водоснабжения», позволяющим регулировать загрязнения, вносимые на участке второго пояса зоны, и спуск сточных вод.

Однако, как только мы выходим за пределы второго пояса зоны санитарной охраны, второй из этих законов перестает действовать, и тогда мы можем регулировать качество воды водоема лишь «Санитарными правилами спуска сточных вод», которые здесь поддерживают лишь требование сохранения содержания растворенного кислорода-не ниже 4 мг/л. Отсюда вытекает необходимость создания такой величины второго пояса зоны санитарной охраны, чтобы спускаемые выше него сточные воды не могли создать у места водозабора БПК5 выше 2 мг/л. Эта цифра нормирована санитарными правилами и гарантирует, согласно произведенному нами анализу, прекрасное качество воды после ее очистки. Спуск же сточных вод в пределах второго пояса зоны мы I можем легко регулировать по своему усмотрению, так как разрешение на спуск здесь сточных вод с необходимой степенью их очистки будет даваться ГСИ зоны санитарной охраны.

Исходя из сказанного, нами предложен следующий путь решение задачи: \

1. По формуле Фелпса-Стритера была определена допустимая в смеси речной воды со сточными биохимическая потребность в кислороде (ВПК), обеспечивающая сохранение минимального содержания кислорода 4 мг/л на всем протяжении реки. Эта ВПК принята как начальная у верхней границы второго пояса зоны.

2. Для более крупных рек установленная ВПК в смеси речной воды со сточными будет в действительности завышенной, так как спускаемые сточные воды при разбавлении в водоеме не дадут столь высокой концентрации ВПК Анализируя действительные количества сточных во^ по 17 городам, мы установили, что для расчетов можно принять валовую величину БПКб сточных вод 200 г/сек для рек с расходом до 1 м3/сек и 560 г/сек для рек с расходом воды выше 100 м3/сек. Для промежуточных значений БПКб можно взять по интерполяции. Отсюда

для разных расходов реки мы получаем фактически гозможную величину БПК в смеси речной воды со сточными.

3. Сопоставляя допустимую из расчета спуска сточгых вод и фактически возможную БПК5 в смеси речной воды со сточными, мы принимаем из них наименьшие значения в качестве начальной БПК5У верхней границы второго пояса зоны. Для принимаемых нами скоростей течения воды 0,1, 0,2 и 0,4 м/сек, обычных для равнинных, медленно текущих рек, мы получили следующие значения начальной БПКб (табл. 2).

Таблица 2

Расход воды в м3/сек При температуре воды 1о° и скорости воды м/сек При температуре воды 20° и скорости воды мДек При температуре виды 25° и скорости воды м/сек

0,2 0.4 0.1 0.2 0,4 0.2 0,4

1..... 5..... 10..... 20..... 50..... 1Г0..... 200 ..... 500 ..... 1 000 . . < . . 20,0 10,0 20,0 14,7 9.4 7.5 4,8 3,1 2.6 23,3 23,3 23.0 14.7 9.4 7.5 4,8 3.1 2.6 13.4 13 4 13,4 13,4 9.4 7.5 4.8 3,1 2.6 13,4 13,4 14,4 13,4 9.4 7.5 4.8 3.1 2.6 17,8 17.8 17.8 14.7 9.4 7.5 4 8 3.1 2.6 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 7.5 4.8 3,1 2.6 10,7 10.7 10,6 10,7 9.4 7.5 4.8 3.1 2.6

Таблица 3

Наименование реки

Среднелет-ний расход йоды м*/сек.

М. Иргиз ......

Чапаевка .......

Б. Иргиз.......

В. Карамаи ......

Чагра ........

Исгра........

Руза.........

Па\ра ........

Свислочь ......

Дубна ........

Самарка .......

У па.........

ЛЬ сква.......

Кострома ......

Молога.......

Сухона у г. Шуи . • . . Тотьмы . Иллинойс у г. Г<1ванны . устья . Сухона у усгья ....

1 Вся длина реки

0.25 0.27 1,6

1.7 3,1 6.5

5.8 6.5

12.0 16.0 57.5 58,0 48 70 100 217 300 334 453 540

Необходимая протяженность вго рого пояса зоны сан. охраны км при темперяту| е воды 2и° и скорости > ояы м/ге<

0,1

82 73 60 58 57 45 45

54 60

49

50

55 45 43 41 26 23 21 16 13

0,2

146 132 117 103 100 Ь7 88 62 1(| 7 97 97 91 93 84 80 52 45 43 33 26

0.4

4. Рассчитываем окисление органических веществ, происходящее зэ время перемещения воды через протяжение второго пояса зоны. За начальную величину БПКв берем данные из табл. 2, а за конечную — 2 мг/л. Расчет производим по формуле Фелпса. При этом нами введена

поправка на разбавление за счет притока подземных год. Весь расчет производился с учетом также разбавления от притоков на основании фактических материалов по 20 рекам. В результате расчета были получены приводимые в табл. 3 величины необходимой протяженности второго пояса зоны санитарной охраны.

Полученные результаты нанесены на прилагаемый график. В качестве последней точки была взята протяженность второго пояса при расходе воды 1 ООО м:|/сек без учета влияния разбавления в связи с незначительными расстояниями. По точкам проведены кривые, координаты которых даны на графике (см. рисунок и табл. 4).

ив.

) 1

»

« *•> тП1

-в- .... и-0,2м/сек

"а -е- - • • и '0.4 м/сп

о

'L 'fe С >

с О

о - г-в о

« — -4

—» -F)

200 300 400 500 BOO 700 800 900 ШО Среднелетние расходы I м'/сен

Таблица 4. Координаты кривых

Сравнение полученных размеров второго пояса с принимаемыми на практике по существующим размерам загрязнения показывает, что последние не всегда могут оказаться достаточными, в особенности для более быстрых рек. Следует всегда помнить, что зона санитарной охраны имеет прежде всего профилактическое значение в смысле недопущения дальнейшего увеличения загрязнения, а потому при установлении ее границ следует считаться с возможностью появления таких новых источников загрязнения, которые в очень значительной степени могут качественно ухудшить воду у места водозабора.

Учитывая сказанное, мы считаем возможным для определения протяженности второго пояса зоны воспользоваться прилагаемым графиком.

При среднелетних температурах воды 15° следует увеличить протя-женность второго пояса при расходах воды от 1 до 20 м8/сек на 40—25"/» и при более высоких расходах — на 25%. При температуре воды 25° протяженность второго пояса можно уменьшить при расходах

Расход воды При скорости у м/сек

м3/сек 0,1 0,2 0,4

0...... во 140 260

1...... 75 330 240

5...... 70 118 220

10...... 60 1(8 2Г0

25...... £0 97 180

100 ..... 40 78 1?5

:оо...... 30 59 107

500 ...... 15 30 60

1 000 ..... 8 16 31

до 20 м»/сек на 35% и при расходах свыше 50 м3/сек — на 15%». Для промежуточных значений расходов или температур воды увеличение или уменьшение протяженности следует брать по интерполяции.

Следует добавить, что пользование установленными нами размерами протяженности второго пояса зоны санитарной охраны рекомендуется лишь в качестве одного из критериев. Окончательно размеры должны устанавливаться с учетом местных условий: гидрографических, гидрологических, гидрогеологических, санитарно-топографических и др. При наличии гидрологических материалов можно рекомендовать произвести в каждом отдельном случае расчет протяженности второго пояса, учитывая фактическую возможность сброса того или иного количества сточных вод.

При отсутствии в момент проектирования выше по реке промышленных предприятий и населенных мест установление зоны санитарной охраны не вызывает сколько-нибудь значительных затрат, а потому и нет необходимости стремиться к уменьшению второго пояса зоны. При наличии же промышленных предприятий и населенных пунктов бывает сравнительно легко установить их влияние на водоем и решить вопрос об условиях их включения во второй пояс зоны, учитывая, конечна, возможность их дальнейшего развития и, следовательно, увеличения загрязнения.

А. И. ИЗЪЮРОВА и И. П. ОВЧИНКИН

Обеззараживание воды электролизом'

Из научно-исследовательской лаборатории гигиены и эпидемиологии ' V Главсанупра НКПС

Уже много лет внимание специалистов занято подбором такого средства обеззараживания воды, которое, наряду с надежным бактерициц-ным действием, отвечало бы требованиям дешевизны, простоты применения, а также элементарным гигиеническим требованиям, не изменяя органолептических свойств воды и не оказывая токсического действия на организм человека. Разработка этого вопроса в последнее время была направлена главным образом по линии изучения дезинфицирующих свойств активного хлора, и в этой области уже достигнуты значительные результаты. Но этот способ дает должный эффект лишь при правильной дозировке хлора и контроле за процессом хлорирования, что далеко не всегда удается обеспечить на практике.

Как известно, хлор приготовляется на специальных заводах из поваренной соли и доставляется потребителям в виде хлорной извести или жидкого хлора в баллонах.

Доставка хлора потребителям и его хранение связаны с известными трудностями, поэтому научная работа в этой области шла по пути изыскания возможностей осуществить дезинфекцию воды каким-либо иным путем, не требующим громоздких сооружений, сложной аппаратуры и реагентов.

Для этого нами были использованы хлористые соли, содержащиеся н каждой воде, которые при электролитическом их разложении дают необходимый «активный хлор».

1 Работа проводилась бригадой в составе санитарного врача П. П. Тодорова, ин-

женера И. П. Овчинкина, химика А. И. Изъюровой, бактериолога В. И. Штуцер и

при консультации доцента Химико-технологического института им. Менделеева В. Г. Хомякова.