CC BY
12
А. И. ШАФИР н Н. Н. ФРЕЙБЕРГ (Ленинград)
Практика лабор&торно-санитарного контроля хлорирования на водопроводных сооружениях малой производительности
Из кафедры обшей гигиены III Ленинградского медицинского института (зав. кафедрой—проф. И. Е. Минкевич)
В настоящей статье 'обобщен: трехлетний опыт практической работы и консультационного участия в организации хлорирования воды на 10 водопроводах. На этих водопроводах работают хлораторы системы инж. Б. М. Ремесницкого. На 9 пунктах хлорированию подвергается вода бее предварительной обработки и только на 1 пункте имеется очистная станция.
Размеры журнальной статьи не позволяют привести санитарную характеристику источников водоснабжения в пунктах хлорирования и средние данные о физических свойствах и химико-бактериологическом составе воды, поэтому мы вынуждены ограничиться лишь сообщением некоторых сведений, относящихся к указанной характеристике.
Участие санитарных органов и .санитарно-гигиенических лабораторий в пуске хлораторов. Представители санитарных органов обычно привлекаются к разрешению вопросов, связанных с пуском хлораторов, после того,« как вся установка полностью смонтирована. При этом нередко приходится констатировать, что помещение для хлораторов, а иногда и монтаж их изобилуют рядом недочетов, препятствующих пуску хлораторов в эксплуатацию. К числу наиболее часто встречающихся дефектов' оборудования и монтажа, противоречащих существующим инструкциям НККХоза и НКЗдрава, относятся отсутствие вентилятора или неправильная сборка его, отсутствие промежуточного баллона,, недостаточные размеры или плохая герметичность хлораторной кабинки, неудобное и часто неправильное ее расположение В' .смысле изоляции в самом здании насосной станции, отсутствие весов под баллоном с хлором, отопительных приборов для поддержания необходимой темпер а туры внутри хлораторной кабинки,' помещения для хранения баллонов с хлором и пр. >
Пуску хлораторов предшествуют детальное обследование и опробование всей установки техником'-инструктором по хлорированию в присутствии ответственного персонала насосной станции и лабораторные опыты по определению хлоропоглощаемоети воды. Мы обычно брали с собой походно'-лабораторную укладку с набором посуды л реактивов для определения хлора в воде. При выполнении же бактериологических исследований мы пользовались местными или подвижными лабораториями.
Водой, взятой непосредственно1 из источника, наполнялись 4—5 трехлитровых бутылок. В них добавлялся заранее приготовленный 1% раствор хлорной извести в возрастающих количествах, из расчета от 1 до 4—5 мг активного хлора на 1 л воды, после чего через определенные промежутки времени (10 минут, 30 мийут, 1 час и 2 часа) из всех бутылок бралась вода для бактериологического анализа и определения в ней остаточного хлора. Указанные интервдаы времени интересовали нас с точки зрения определения динамики хлоропоглощаемоети воды и установления степени бактерицидного эффекта заданных доз хлора.
Учет хлоропоглощаемоети проводился в температурных условиях, приближающихся к температуре воды, находящейся в резервуарах
водопроводов. Исходя из результатов этих определений, мы1 брали в качестве первоначальной рабочей дозы хлора такое количество его, которое обеспечивало после двухчасового контакта (время прохождения воды через резервуары и разводящую .сеть к потребителю) Наличие в воде остаточного хлора в предела« 0,4—0,5 мг на 1 л. В пусковой период мы несколько увеличивали дозировку хлора в целях скорейшей дезинфекции всего трубопровода.
В ряде случаев при пуске хлораторов, нами устанавливалось несоответствие заводских характеристик капилляров с фактическим расходом хлора:: фиксированная при определении хлоропоглощаемости .воды доза хлора нередко оказывалась недостаточной или избыточной вследствие неправильности показаний паспорта. Это обстоятельство натолкнуло нас на мысль, наряду с определением1 хлорпоглощаемоети описанным обычным способом, ставить прямой эксперимент с хлорированной испытуемым хлоратором водой. С этой целью мы производили кратковременный пуск хлоратора на произвольно выбранном показании шкалы индикаторной жидкости (например, 40 мм). Спустя 10 минут после пуска хлоратора в трехлитровую бутыль из крана насоса забиралась проба воды для последующего определения в пей остаточного хлора через принятые в нашей практике промежутки ■времени (10 минут, 30 минут., 1 час и 2 часа). Затем ставились еще .2—3 серии аналогичных опытов при других показаниях шкалы газо-мерителя (например 60 и 80 мм). Результаты этих эмпирических определений обеспечивали возможность быстрого установления нужной дозы хлора и исключали неполадки, зависящие от неточности и ошибок. в паспортах капилляров.
Дальнейшие лабораторные наблюдения в пусковой период состояли в постановке массовых определений остаточного хлора и бактериологических исследований воды из различных точек разводящей сети. .Придавая решающее значение этим исследованиям как критериям конечного эффекта обезвреживания ьоды, мы проводили многократные лабораторные определения непрерывно в течение 3—4 суток с изменением в необходимых случаях дозировки хлора до получения вполне благоприятных результатов: наличия остаточного хлора в разводящей сети в количествах 0,1—0,2 мг на 1 л, отсутствия кишечной палочки при посевах 300 мл воды и уменьшения микробного числа на 90— 95% (эти нормативы по отношению к хлорированной воде частично основаны на временном стандарте для хозяйственно-питьевых вод ГСИ НКЗдрава и НККХоза РСФСР, установленного в 1937 г.).
К определению остаточного хлора в разводящей сети и производству бактериологических исследований воды целесообразно приступить не сразу после пуска хлоратора, а спустя некоторый промежуток времени (от 6—8 до 24 часов), в течение которого происходит дезинфекция разводящего трубопровода. Этот интервал может быть .-значительно сокращен, если по техническим условиям возможно предварительное полное опорожнение резервуаров и наполнение их хлорированной водой. Выпуск воды из резервуаров.^ чрезвычайно полезно увязать с их очисткой.
Определение остаточного хлора проводилось :иодо1метр1Иче-ским методом. От ортотолидинового способа нам пришлось отка-.заться, так как вода подавляющей части водопроводов имела значительную цветность, близкую по своим оттенкам к шаблонным растворам ортотолидина. Мы были лишены возможности производить массовые исследования воды на остаточный хлор на месте взятия проб и в силу этого пользовались одномоментной доставкой 10—20 образцов воды в лабораторию. Чтобы не получилось неправильных результатов из-за возможного уменьшения количества хлора в воде, мы с успехом (как показали контрольные опыты) применяли, фиксацию
хлара несколькими кристаллами иодистото калия .на месте взятия образцов воды.
Организация текущего контроля за работой хлораторов. Текущий контроль за работой хлораторов, после окончания пускового периода обеспечивался при нашем консультационном участии местными учреждениями здравоохранении. Исследования воды на остаточный хлор и бактериологический анализ производились по учащенной схеме при наличии в пунктах хлорирования санитарно-гигиенической лаборатории и по сокращенному графику, когда приходилось пользоваться участковой или больничной лабораторией либо услугами другого лечебно-санитарного учреждения (амбулатория, здравпункт и т. д.). В последнем случае пробы воды для бактериологического исследования направлялись по составленному санитарным врачом расписанию в соответствующую ближайшую лабораторию.
При организации контроля за хлорированием воды оплата лабораторных анализов обычно производилась хозорганами, что позволяло компенсировать труд привлекаемых к этому делу работников и создавало необходимые предпосылки для возложения на них ответственности за четкое и регулярное производство исследований.
От передачи функций определения остаточного хлора персоналу насосных станций (что рекомендуется некоторыми руководствами и инструкциями и широко применяется на водопроводных сооружениях ■большой производительности, имеющих резервуары очищенной и обезвреженной воды и насосы 2-го подъема) пришлось в условиях небольших водопроводов отказаться по следующим соображениям. Дежурный машинист насосной станции на тех водопроводах, где резервуары чистой воды (водоемные здания) значительно удалены от водокачек, имеет возможность определять количество хлора только в воде из крана насоса 1-го подъема или в самом начале напорной линии. По нашим1 данным довольно трудно установить • закономерные соотношения между количеством хлора в самом начале напорной линии и действительно определяющим эффект хлорирования остаточным хлором в различных точках разводящей сети. Если предположить, что серией специальных экспериментов будет устанавливаться на каждый сезон года приблизительное количество хлора в. воде из крана насоса, то в недостаточно опытных в отношении лабораторной работы руках дежурных машинистов почти неизбежны ошибки технического или расчетного характера. Возложение на дежурного машиниста обязанности «держать» количество хлора в начале напорной линии в однажды установленных пределах неразрывно связано с предоетавленим ему пр.?1за увеличивать или уменьшать дачу хлора из баллона в зависимости от результатов им же выполненных определений. На практике это может привести к тому, что от усмотрения дежурного машиниста будет фактически зависеть дозировка хлора, что уже является' прерогативой санитарного врача. Кроме того, вряд ли целесообразно загружать дежурных машинистов, единолично обслуживающих машинное и хлораторное хозяйство, дополнительно работой по определению хлора. Да и самое рабочее место для выполнения этой функции чрезвычайно трудно оборудовать в крайне малых по площади помещениях небольших насосных станций.
При организации текущего контроля за работой хлораторов необходимо обратить внимание еще на два важных момента:
а) правильный выбор точек разводящей сети, подлежащих систематическому контролю^ с учетом размеров потребления'воды1 из них и их различной отдаленности от резервуаров чистой воды и насосных станций (обычно эти точки намечались нами совместно с санитарным врачом уже в пусковой период);
3 Гигиена и санитария, А' 4
б) обеспечение участковых и больничных лабораторий, а также л аб ор ат ор-но-контрольных пунктов р'о хлорированию1 необходимый комплектом реактивов и готовых питательных сред (снабжение этими материалами из районной или другой центрального значения санитарно-гигиенической лаборатории должно способствовать успеху намеченного плана контроля за хлорированием воды).
.Порядок осуществления периодических п р>ове-рок работы хлораторов. Проверка (3 или 4 раза в год) проводится выездным персоналом районной или центрального значения лаборатории совместно с санитарным врачом при участии техника-инструктора по хлорированию и заключается в следующем:
1) обследование хлоряторной установки и просмотр журнала учета ее работы с обращением особого внимания! на возможные перебои хлорирования и анализ ¡причин, их вызвавших;
2) определение хлорпоглощаемости воды, подверженной, как известно, частым сезонным колебаниям;
3) контроль имеющихся характеристик производительности капилляров (паспортов'), ввиду возможности изменений диаметра их отверстий по различным причинам (неосторожная чистка, разъедание хлором, погрешности против техники эксплоатации и пр.); этот контроль легко осуществим при наличии весов у баллона с хлором; если же нет весов, учет организуется путем' сравнении данных, определения хлоропоглощаамости воды с помощью 1% раствора хлорной извести и динамики поглощения хлора в воде, взятой из* крана насоса;
4) сопоставление данных о количестве поданной агрегатами насосной станции воды с данными о количестве израсходованного хлора. .. Расход хлора выводится по показаниям весов, а при1 их отсутствии— ориентировочно по- количеству опорожненных баллонов, считая в среднем в каждом по 25 кг хлора;
5) одномоментное массовое определение остаточного- хлора и бактериологическое исследование воды по возможности из всех точек разводящей сети;
6) обследование работы лабораторн о-контро льн ого пункта и инструктирование обслуживающего его. персонала;
7) составление актов о всех подлежащих устранению еанитарно-техничееких недочетах местного хлораторного хозяйства.
Подобные проверки очень важны, так как они повышают качество текущего лабораторно-санитарного контроля.
Оценка данных о х л о р о п о г л о щ а е м о с т и вод. Общепринятые представления о динамике поглощения хлора водой не всегда можно было применять к водам контролируемых водопроводов. Район расположения этих вод ¡представляет собой территорию рыхлых ледниковых 'отложений и имеет черты равнинного или мягкого моренного ландшафта- с большими площадями болот. Преобладающими -почвенными породами здесь являются, пески, песчаники и глины, почти сплош1ь покрытые мощными пластами торфа. Соответственно геологическим: особенностям] местности вода расположенных здесь источников характеризуется весьма! большим содержанием органических гуд®новых веществ, с чем связаны цветность от 100 до 225° по ! I лат и н о -к об альтов о й шкале, высокая окисляем-ость (от 15 до 50 мг на 1 л воды) и кислая реакция. Типичными для этих же вод являются слабая минер ализов айн ость (сухой остаток при 110'° от 40 до 140 мг на 1 л), наличие солевого аммиака от 0,15 до 0.5 мг/л, отсутствие нитритов и нитратов и значительное содержание солей железа (от 0,4 до 1,1 мг на 1 л). Что касается бактериальных показателей загрзишения вод, питающих обследованные водопроводы, то они довольно близки друг к другу: число микробов, развивающихся при
посеве 1 мл воды, колеблется в пределах от 120 до: 205, таггр кишечной палочки—-в границах 0,5—10 мл.
Большинство авторов (Брунс и др.) рекомендует для установления хлороноглощ-аемоети воды производить определение остаточного хлора после 10-минутного контакта, считая, что за это время почти завершается процесс поглощения хлора водой (более чем на 90%). Положение это нашло отражение в 'многочисленных инструкциях и руководствах по хлорированию. По материалам наших исследований, количество хлора, связанного водой, после 10-минутного контакта никогда не превышало 701% всей хлороп отребности воды, а в некоторых случаях снижалось даже до- 45—50%-. Поглощение хлора водой на! 80 - 90% в наших опытах достигалось лишь после получасового контакта, причем в последующие полтора часа процесс связывания хлора с водой заметным образом продолжался.
Средние данные о хлоропоглощаемости воды контролируемых водопроводов
Дача Количество остаточного хлора в мг на 1 л Хлоро-' Доза
Пункты хлора в потреб- хлора в
ность за
мг на 1 л через через через 1 час через 2 часа 2 часа мг на 1 л
10 мин. 30 мин.
№ 1 2,5 1,37 1,0 0,9 0,9 1,6 2,0
№ 2 5,0 1,8 0,9 0,6 0,4 4,6 4,8
№ 3 2,0 1,16 0,8 0,56 0,4 1,6 1,9 ■
№ 4 2,5 1.6 0,9 0,7 0,5 2,0 2,3
№ 5 6,0 1,8 1,2 0,7 0,4 5,6 5,9
№ 6 3,0 1,9 1,1 0,7 0,5 2.5 2,8
№ 7 3,0 1,8 0,9 0,6 0,4 2,6 2,8
№ 8 3,5 1,6 0,9 0,35 0,2 3,3 3,4
№ 9 2,0, 0,78 0,43 0,4 0.3 1,7 2,0
№ 10 2,0 0,6 0,35 0,28 0,21 1,8 2,0
На замедленное течение биохимических процессов поглощения свободного хлора водой оказывает влияние коллоидная природа гу-м,ивовых органических веществ, присутствие которых вызывает необходимость применения -необычайно больших для питьевых вод рабочих доз хлора.. В некоторых пунктах (например А1» 2 и № 5) дозы эти доходят до 6 мг «а 1 л и приближаются к нормам для сточных вод (см. таблицу), особенно в теплое время'года, когда хлоропогло-щаемость ¡иногда повышается в два и более раз по сравнению с зимой. Учитывая это обстоятельство, мы- выдвинули предложение об обеспечении каждого хлоратора запасным' комплектом капилляров с меньшей и большей производительностью, чтобы даже при значительных изменениях дозировки хлора можно было работать на средних п о каз ани ях г а зом-ерител я.
Случай в»то:р иьч я -о г о. э а г) р я з н е н и я х л о р> и р- уемой вод ы. В пункте № 2 в двух точках разводящей сети были отмечены неблагоприятные результаты бактериологического анализа' (титр кишечной палочки — от, 1 до 10 мл, микробное число — до 300 колоний ¡в 1 мл) при вполне достаточных количествах остаточного хлора в тех же образцах воды (от €.14 до 0,28 мг на 1 л).
Двукратное детальное обследование -всего водоснабжения пункта № 2 показало, что причиной загрязнения; воды является неправильная система подготовки к зиме водоразборных колонок. При этой системе на восходящ-еад колене трубы е ц-елью предохранения ее от промерзания устраивается особое -отверстие для выпуска остающегося после закрытия крана1 небольшого количества воды; через это
же спускное отверстие в колонку может проникать и (почвенная вода. Приводим схему водоразборной колонки с показанием расположения спускного отверстия (рис.).
То обстоятельство, что из многочисленных водоразборных точек населенного пункта № 2 неблагоприятный титр кишечной палочки и большое микробное число были установлены только в 2 из них, объяснялось высоким подпором грунтовых вод в районе расположения именно этих колонок. Механизм проникновения почвенной воды в колонку можно легко уяснить себе из поставленных нами специальных опытов. При бактериологических исследованиях 10 порций воды из названных колонок после 5—10-минутного выпуска из последних воды полной, струей всякий раз получались вполне благоприятные результаты: титр кишечной палочки —выше 100 мл, микробное число—30—40 колоний в 1 мл. Совершенно очевидно, что сильной струей, протекающей подзначительным давлением в трубопроводе разводящей сети, промывался сравнительно небольшой отрезок трубы, в который после закрытия крана вновь засасывалась загрязненная почвенная вода. Бактериологический алализ воды без предварительного промывания конеч. ой части трубы колонки неизменно подтверждал попадание в нее загрязнений извне. Этого легко можно избржать при более рациональном способе отепления шахты водоразборной колонки.
Для выяснения степени бактерицидного действия с держащегося в воде остаточного хлора при вторичном загрязнении воды в разводящей сети в связи с описанным случаем на водопроводе пун та № 2 нами было поставлено несколько опытов. Они показали, что остаточный хлор, находящийся даже в значительном количестве в воде данного водопровода, богатой гуминовыми веществами, не оказывает заметного обезвпеживяющег-о действия п и внесении в воду вторичного загрязнения. В то же время в воде с меньшим содержанием гуминовых веществ, например, в невской (контрольные опыты), бактерицидный эффект остаточного хлора .проявляется достаточно сильно.
В самое последнее время мы были привлечены к эпидемиологическому обследованию одной вспышки брюшного тифа типичного водного происхождения. Эту вспышку можно объяснить только заражением водопроводной воды через спускное отверстие колонки.
Подготовка санитарного врача к контролю за хлорированием. В условиях периферии чрезвычайно важно обеспечить квалифицированный и полноценный санитарный контроль за организацией хлорирования. К решению этой задачи санитарный
Схема устройства и отепления водоразборной колонки: /—засыпка шлаком между двумя деревянными настилами; 2-уровень стояния грунтовой воды в колодце гидроколонки; о—спускное отверстие; 4—почвенная вода
врач должен хорошо .подготовиться. Роль его никак нельзя, ограничивать одной лишь инициативой в постановке данного вопроса: он должен также овладеть техникой обращения с хлоратором и методикой контроля за правильной его экеплоатацией, как эпидемиолог должен знать теорию и ¡практику дезинфекционного дела, и уметь ориентироваться в эпидемической обстановке.
Поднятию квалификации санитарных работников в данной области могли бы значительно содействовать районные конференции-семина.-ры по организационным и методическим вопросам хлорирования воды. Эти конференции много выиграли бы, если бы участниками их являлись и техники коммунальных органов, работающие в области водоснабжения.
Наряду с повышением квалификации санитарных врачей большое значение имеют создание подготовленных кадров инструкторов по хлорированию воды и систематические командировки машинистов насосных станций на. специально организуемые курсы» по технике экс-плоатации хлораторов.
М. А. ЕВГЕНЬЕВ (Томск)
Применение пьезометра для дозировки растворов на водоочистных станциях
Из кафедры общей гигиены Томского медицинского института им. В. М. Молотова (зав. кафедрой В. И. Суздальский)
Для очистки и обезвреживания воды, подаваемой в городскую сеть водопроводными насосными станциями, применяется ряд реагентов в виде растворов: хлорная известь, сернокислый алюминий, железный купорос, сода и др.. Наиболее простое устройство для заготовки. и дозировки этих растворов состоит из трех элементов: а) верхнего бачка для растворения, б) двух рабочих баков для раствора и в) соединяемого попеременно с одним1 из них дозировочного бачка, в котором находится шаровой поплавковый кран, регулирующий уровень раствора в бачке. Последний снабжен дозирующим краном, через который раствор поступает в приемную воронку и из нее подается по трубе к месту назначения..
Дозировочный бачок и шаровой кран в нем должны поддерживать постоянный уровень раствора над дозирующим краном для регулирования равномерного истечения из него жидкости.
Устройство дозирующих кранов довольно разнообразно. Самым простым является кран, представляющий, собой резиновую трубку с винтовым зажимом на ней.
После установки необходимой дозы хлора или другого раствора для дезинфекции воды следует подсчитать, учитывая концентрацию раствора хлорной извести и количество поступающей на водопровод воды в минуту, сколько раствора данной концентрации нужно прибавить, чтобы получить необходимое количество активного хлора на 1 л воды.
Положим, 'что машинами подается в 1 минуту О л воды, концентрация. раствора хлорной извести — а мг активного хлора в 1 см3 и доза хлора.— Ь мг на 1 л. Тогда
гл и 3
<3-ь = ах-, х — —— см-1
