CC BY
16
Инж- С. ЗАЙЦЕВ (1Москва)
Подрусловые, инфильтрационные и родниковые воды для целей водоснабжения и их санитарная надежность при противохимической обороне (ПХО)
При химическом нападении заражение воды, а следовательно, и прекращение водоснабжения является весьма серьезным моментом. Источники водоснабжения могут быть заражены нестойкими или стойкими ОВ.
Заражение источников воды может являться результатом не только химического нападения, оно может явиться и следствием несоблюдения обязательных правил. К таким нарушениям могут быть отнесены: заезд с зараженной повозкой в водоем, бросание в него зараженных предметов и пр. Поэтому все источники водоснабжения в военное время должны быть охраняемы.
Различные ОВ в неодинаковой степени действуют на воду. Нестойкие ОВ — хлор, фосген, дифосген, парообразные стойкие ОВ (иприт, люизит, дик) и дымы, могут заражать воду в слабой степени. Стойкие капельно-жидкие ОВ (иприт, арсины, люизит, дик и др.) отравляют воды.
Попадание в воду незначительных количеств иприта и арсина делает воду ядовитой и негодной к употреблению' для питья без соответствующей дегазации.
Капельно-жидкие ОВ, попадая в воду, частично в ней растворяются, частично же оседают на дне водоема, где могут сохраниться весьма долго (в отдельных случаях в течение нескольких месяцев). Постепенно растворяясь в воде, ОВ насыщают ее и тем самым все время поддерживают ядовитые свойства воды.
Внешними признаками заражения водоисточников ОВ, особенно в первое время после заражения, могут служить: следы ОВ в виде капель на почве у водоемов или ясно заметной маслянистой пленки на поверхности воды и запах, который особенно хорошо чувствуется ночью или рано утром, когда температура наружного воздуха понижена.
По истечении суток и более после момента заражения эти признаки могут отсутствовать. Пленка ОВ постепенно растворяется и оседает на дно, а залах может стать неопределенно слабым. Эти обстоятельства особо важны.
Удалить из воды капельно-жидкие ОВ можно (до ее дегазации) отстаиванием воды и фильтрацией ее через песочные фильтры. При фильтрации слой обычного речного песка на фильтрах должен быть толщиной не менее 20-—25 см, необходимо также следить за тем, чтобы фильтрация проходила равномерно и не было бы размывания песка.
Кроме того, для освобождения воды от капельно-жидких и частично растворенных ОВ и продуктов их гидролиза можно рекомендовать обычный древесный измельченный уголь.
Перейдем к санитарной оценке водозаборов, устроенных в виде галлерей, уложенных в толще дна рек, отдельных колодцев, получаю-
2 Гигиена и санитария, Лг? 5
щих воду путем инфильтрации, и приемных сооружений, получающих ключевую воду.
Эти три вида водозаборов имеют одну общую черту — они получают воду путем фильтрации из открытых водоемов или из верхних, заложенных весьма близко от поверхности земли водоносных пластов.
Получение воды путем инфильтрации с устройством водозаборных сооружений в виде галлерей, заложенных в толще дна рек, или из колодцев, заложенных в толще водоносного пласта, зачастую является единственным источником водоснабжения, особенно на железных дорогах (для питания паровозов и населения поселка при станциях), а ключевые воды зачастую питают целые города.
Для городов, а также для малых и средних и воинских соединений эти источники являются весьма распространенными, поэтому мы подробнее остановимся на характеристике и санитарной оценке этих видов источников, особенно подчеркнув их значение с точки зрения ПХО (противохимической обороны).
Таблица 1
Реакция ОВ с водой
ОВ
Фтор......
Фосген.....
Дифосген . . . . Хлорацетофенол .
Хлорпикрин .... Дифенилхлор-арсин
Адамсит
Синильная кислота Окись углерода .
Бромбензилцианид
Люизит.....
Иприт ......
Их удельный вес
1,4
1,4 1,7
1.3
1,7
1.4
0.7 0,8
1,5
1,9
1,3
Отношение к воде
Растворяется в воде и реагирует
с ней
Плохо растворяется в воде, разлагается ею Плохо растворяется в воде и медленно разлагается ею Не растворяется в воде и не разлагается ею То же
Не растворяется в воде и плохо разлагается ею Не растворяеч ся в воде и плохо разлагается ею вмешивается с водой Не растворяется в воде и не разлагается ею Не растворяется в воде и плохо разлагается ею Плохо растворяется в воде и медленно разлагается ею То же
Боевая концентрация ОВ определяется по таблице 2.
Таблица Боевая концентрация в мг/л
ОВ
Хлор.......
Фосген......
Дифосген . . . . Хлорацетафенон . . Хлорпикрин . . . . Дифенилхлор-арсин Адамсит . . Синильная кислота Окись углерода . . Бромбензилцианид
Люизит......
Иприт .......
Их молекулярный вес
71
99 103 154,5 164,5 264,5 277,5
27
28 196 208 159
2-2,5 0,03
Меньше ...... . 0,03
Меньше...... . 0,001
Слезоточение при . . . 0,001
Невыносима .... . 0,001
Раздражающая . . . 0,002
Смертельная .... . 0,1
Опасная...... 2,0
Слезоточение при . . . 0,0003
Действует на кожные покровы
То же
• Так как большинство источников имеет мощный дебит, то для заражения водопровода потребуется и значительное количество ОВ,
Нестойкие ОВ в газообразном и парообразном состоянии не заражают воды. Стойкие и полустойкие (типа дифосгена и хлорпикрина) в жидком состоянии заражают воду. Водой, зараженной капельно-жидкими стойкими ОВ, пользоваться для питья и варки пищи нельзя.
Как правило, контроль за дегазацией водопроводной воды может осуществляться при очистке на водопроводной станции химиками или санврачами станции и при очистке воды в водоразборных точках специально обученным персоналом.
Трудность дегазации воды, а также и неудобство пользования дегазированной водой приводят к заключению о^необходимости тщательного предохранения воды от заражения.
При дегазации воды от капельно-жидких стойких ОВ (иприт, люизит) следует прежде, чем приступить к дегазации растворенного ОВ и его продуктов, удалить из воды (при помощи отстаивания и фильтраций через песочные фильтры и древесный уголь) капельно-жидкие ОВ.
Дегазация воды от иприта при слабых концентрациях заражения осуществляется после отстаивания и фильтрования выстаиванием летом в течение часа, а при температуре воздуха ниже 5° — в течение 3 часов.
При выстаивании воды желательно периодическое перемешивание воды.
Для ускорения процесса обезвреживания фильтрующую воду можно нагреть до кипячения и кипятить 5 минут.
При больших концентрациях ОВ вода дегазируется на специальных установках, работа которых должна контролироваться специальными приборами и специальным персоналом.
Если ключевые воды берут свое начало в больших глубинах, то выход их обычно бывает очень близок от поверхности земли. В таких случаях водоносная порода нередко на значительных расстояниях покрыта небольшим слоем разрушенных пород, обычно хорошо фильтрующих воду. Это свойство, особенно характерное для нисходящих ключей, часто расположенных в долинах, представляет серьезную опасность для заражения воды.
Атмосферные воды, омывающие верхний покров земли на территории водозабора, естественно могут смывать находящиеся на поверхности земли ОВ (и другие загрязнения, представляющие продукты органического распада) и, следовательно, заражать родниковую воду.
Эта серьезная опасность не всегда, к сожалению, учитывается; обычно стремятся к охране так называемой «головки ключа», точнее, места излива воды на дневную поверхность, и совершенно не охраняют грунтовый поток выше излива, хотя в этом всегда имеется необходимость.
При устройстве в месте истока ключа хорошо бетонированного (или каменного) приемника совершенно забывают об охране верховьев.
По нашему мнению, те места прохождения потока, где они ясно выражены и где над водоносной породой нет перекрывающих водонепроницаемых пород, следует искусственно ограждать. Способы ограждения могут быть разными. Можно источник включать в трубу или покрывать непропускающими воду породами. Мы уже указывали, что в случае полива поверхности стойкими ОВ, даже вдали от истока, можно ожидать, что после дождя смытые с поверхности земли ОВ проникнут в воду и заразят ее. Особо отметим, что заражение источника может наступить через некоторое время после химического заражения местности.
В лучшем сравнительно положении находятся восходящие ключи, но и они также могут быть заражены.
Особое внимание следует обратить и на самое место и устройство каптажа.
Каптаж нельзя устраивать в пониженном месте, так как к нему будут стекать поверхностные воды. Возле каптажных сооружений земля должна быть
замощена и на ней прорыты канавы (лучше нагорные) для отвода поверхностной воды. Можно рекомендовать, хотя бы на небольшое протяжение от места каптажа по оси потока, делать надземный валик и канавы, препятствующие попаданию поверхностных вод в грунтовый поток.
Место выклинивания родниковых вод, каптажные устройства и неглубокие залегания грунтовых вод должны особо охраняться, вблизи ни в коем случае
Разрез по А 5
Рис. 1
нельзя допускать застоя поверхностных вод, так как в этих водах всегда при химических нападениях могут присутствовать стойкие ОВ (типа иприта и люизита).
Известно, что стойкие ОВ могут проникать в почву на глубину 8—10 см, а в тающий снег до 20 см и оставаться там от 5 до 20 суток. Это особо усугубляет опасность заражения. ,
Обычно инфильтрационную воду получают путем сбора ее в колодцы, закладываемые возле открытых водоемов: рек, озер, прудов и др.
Колодец может питаться либо от открытого водоема (рис. 1) по линиям I—I или II—II, либо от грунтового потока, который питает и открытый водоем, по линии II—II.
Водосборный колодеи.
Сток по Вер водь/
кривая
потока, а не от откры
Рис. 1а
Второй случай, конечно, надо признать наиболее желательным, если грунтовый поток, питающий колодец водой, перекрыт надежным водонепроницаемым слоем (обычно глиной) и не может быть заражен вследствие попадания в него загрязнений с поверхности земли.
Выбор места расположения колодца мы бы считали необходимым подчинить следующим условиям:
1) колодец должен находиться на несколько повышенной точке (хотя бы на 1—2 м) по отношению к окружающей его местности;
2), .поверхностные воды должны его обтекать со всех сторон, как это показано на рис. 1, причем расстояние обтекания должно быть по возможности большим, желательно не менее 20—25 м;
3) поверхностные воды, обтекая колодец, должны иметь быстрый сток, лучше вниз по течению (водоема) реки;
4) расстояние от уреза воды при наивысшем горизонте воды до колодца должно быть не менее 50 м с тем расчетом, чтобы не стеснять проход и проезд и дать достаточно мощную фильтрующую толщу грунта;
5) берег должен иметь достаточный кольматаж, благодаря которому можно задержать бактерии и другие мелкие загрязнения; берег должен быть сложен из мелких пород (быстро задерживающих мелкие взвеси);
6) берег не должен быть разрушаем, так как это ведет к разрушению кольматажа, которому можно приписать действия биологической пленки (по ме-
I _I .
^ \ Галле рея рис. 2
Только при удовлетворении перечисленным требованиям мы можем считать водоприемник отвечающим требованиям ПХО и санитарным.
Кольматаж, играющий роль биологической пленки, несомненно, должен быть неотъемлемой частью- всего сооружения. Ссылка на то, что он будет снижать пропускную способность фильтрования воды к колодцу, не существенна, так как нужно считать, что питание колодца водой в основном должно итти за счет насыщения водой всей толщи грунта, окружающего колодец.
Это всегда должно быть принято в основу при определении дебита; за счет санитарных преимуществ следует итти на некоторое повышение стоимости водоприемных сооружений.
Отмечаем, что линия кольматажа, сложенная из плотных пород, находится не на поверхности берега, а на некоторой глубине в толще породы, так как она образуется за счет выпадения взвеси при нулевых скоростях течения воды у берега, а эта скорость обычно находится не на поверхности, а где-то в толще (очевидно, 20—40 см).
Кольматаж также позволит задержать ОВ, попавшие 'в водоем в момент его заражения, так как известно, что при малых скоростях ОВ выпадают.
Ближе к середине реки предположение о выпадении 06 отпадает вследствие более быстрого движения воды.
Кроме того, в середине реки происходит также перемещение грунта .— обычно песка.
Нередки случаи получения воды из галлерей, заложенных в донной толще реки. Здесь получение потребного количества воды зависит от насыщенности водой поддонного пласта, восстановительной способности воды после ее отбора из галлерей, а также и состава фильтрующей толщи.
С санитарной точки зрения случай захвата воды требует ряда указаний и мероприятий, которые бы позволили гарантировать удовлетворительное качество воды.
С точки зрения предотвращения попадания ОВ и других нежелательных элементов в сборную галлерею важно достичь перемешивания воды, быстрого ее движения (достаточных скоростей) и недопускания смещения частиц грунта, составляющего фильтрующую надгаллерейную толщу.
Нас обычно с санитарной точки зрения должны интересовать:
1) величина столба воды, постоянно протекающей по реке (Но), а также скорость (у) в ¡месте сопряжения дна с потоком воды;
2) потребная высота фильтрующего слоя над галлереей (Н);
3) загрязненность поймы и ее береговое заселение;
4) образование пленки (наподобие биологической) для возможного задержания взвешенных частиц и бактерий, присутствие которых в галлерее недопустимо.
Говорить о предотвращении стока поверхностных вод в реку нельзя, так как этого избежать невозможно. Поэтому следует указать на ряд мер, позволяющих наилучшим образом сохранить санитарное благополучие воды.
Как и в предыдущем случае, не следует допускать размыва дна реки, особенно образования воронок, и строить галлерей только там, где донные скорости не превышают величин размывающих фильтрующую толщу (табл. 3).
Таблица 3
Грунт дна реки
Для илистого грунта и бурой глины » мелкого речного песка и глины » слежавшейся жирной глины . . » обыкновенного речного песка .
Гравелистого дна (мелкая галька) . » » (крупная галька) .
Для сплошного камня.......
Допускаемая скорость на поверхности реки в м/сек.
0,15 0,20 0,30 0,60 1,22 1,52 2,22
Из табл. 3 видно, что верхний покров дна будет, очевидно, постоянно в движении, он будет сложен, как правило, из галечника, так как песок будет' вымыт, поэтому прилипания ОВ и его осаждения на дно трудно ожидать, следовательно, это явление в санитарном отношении можно считать преимуществом галлерей.
Трассировка оси галлерей должна производиться по середине, по линии А—В (рис. 2).
Высота фильтрующего слоя, по нашим наблюдениям за работающими гал-лереями, достаточна в 3—3,5.
Что касается -величины поддонного слоя воды, то он не должен быть менее 1,5 м,■— это позволит создать вращение воды в поперечном сечении, так как иначе есть опасения выпадения ОВ в береговых частях, чего допустить нельзя.
Нужно иметь в виду, что на дне также может быть кольматаж (по линии а—в), причем он может возникнуть быстро в момент паводка в нем могут быть осадки ОВ.
Учитывая это положение, нужно стремиться к тому, чтобы были приняты все возможные меры к его удалению, так как иначе заражение может проникнуть в галлерею й заразить воду.
В. мелководных, особенно горных, реках при устройстве поддонных галлерей санитарному инспектору следует особо учесть высказанные наши соображения.
