CC BY
10
В. Н. КОНОНОВ
Санитарно-гигиеническая оценка питьевых вод подземных водоисточников
Из Центральной саиитарнонгигиенической лаборатории Мосгорэдравотдела
Приводимые в настоящей работе фактические материалы по составу грунтовых вод на территории Москвы охватывают следующие данные: 1) по грунтовым колодцам>; 2) по дренажам, заложенным в пойме рек Москвы и Яузы; 3) по глубоким скважинам на грунтовые воды высоких террас города; 4) по глубоким скважинам на грунтовые воды низких террас города.
1. Воды грунтовых колодцев Москвы исследовались в 1941 г. Центральной санитарно-гигиенической лабораторией Мосгорэдравотдела, причем была подвергнута анализу вода 113 колодцев, расположенных в северо-западной окраине города. По данным этих исследований, грунтовые колодцы сведены к трем типам по признаку содержания в воде хлоридов как показателя степени нагрузки органических веществ животного характера на почвы в районах размещения грунтовых колодцев. К первому типу отнесены колодцы с содержанием хлоридов до 40 мг/л, ко второму — от 40 до 100 мг/л, к третьему — свыше 100 мг/л (табл. 1).
Таблица 1. Средний состав воды отдельных типов грунтовых колодцев
Москвы
Первый Второй Третий
Показатели тип (среднее тип (среднее тип (среднее
по колодцам) из43 колодцам) по 34 колодцам)
Цветность по американской Р(-Со шкале 10 14 33
в градусах...............
2,37 3,79 11,78
Удельная окисляемость ......... 0,23 0,27 0,36
Железо в мг/л.............. 0,41 0,49 0,37
0,13 0,23 8,23
4,22 17,1 41,3
Хлориды в мг/л............. 20,5 65,7 222,0
Общая жесткость в немецких градусах 13,3 16,8 27,8
Число колоний в 1 см3 ......... 82 . 118 456
Процент колодцев с титром кишечной 63 51 25
палочки больше 300 ..........
Небольшое содержание в колодцах первого типа хлоридов говорит о достаточном санитарном благополучии почв в районе размещения этих колодцев.
При санитарной оценке воды целесообразно пользоваться как санитарным показателем не просто окисляемостью, а «удельной окисляемостью», т. е. окисляемостью, отнесенной к 1° цветности воды. Только при повышении удельной окисляемости можно говорить о загрязнении воды органическими веществами животного характера, если в воде нет других примесей, способных окисляться, в частности, закисных соединений железа.
Практически вода колодцев первого типа свободна от загрязнений органическими веществами, в соответствии с чем она имеет небольшую удельную окисляемость и содержит незначительные количества, аммиака солевого. Для этого типа колодцев характерно также низкое содержание нитратов. Число колоний в воде этих колодцев невелико. Большой процент таких колодцев имеет высокий титр кишечной палочки.
Второй тип колодцев отличается от первого большим содержанием хлоридов и .нитратов. Это указывает на большую нагрузку органических веществ животного характера (минерализация которых, однако, уже закончилась) на почвы в районах размещения колодцев. В связи с этим вода данных колодцев при малой удельной окисляемости ее.и небольшом содержании аммиака солевого содержит уже значительно больше нитратов. В санитарном отношении эти колодцы также надо считать благополучными, так как ® воде их содержится мало колоний и большой процент колодцев характеризуется высоким титром кишечной палочки.
Третий тип колодцев расположен в районе с высокой нагрузкой почвы органическими веществами животного характера, о чем говорит большое содержание в колодезной воде хлоридов. Минерализация органических веществ в почвах данного района хотя и протекает интенсивно (большое количество в воде нитратов), но полностью еще не закончилась. Поэтому вода колодцев третьего типа имеет повышенное в сравнении с первым и вторым типом содержание аммиака солевого и более высокую удельную окисляемость. Число колоний в ней значительна выше, а процент колодцев с высоким титром кишечной палочки намного ниже.
2. Воды дренажей в поймах рек Москвы и Яузы были исследованы санитарно-гигиенической лабораторией Мосгорздравотдела. Результаты анализов характеризуются следующими данными (табл. 2).
Таблица 2. Средний состав воды дренажей рек Москвы и Яузы (по 10 скважинам)
Цветность по американской РиСо шка-
ле в градусах...... • • • • • • 41
Окисляемость в мг/л 02 . . . 15,8
0,38
Железо в мг/л........ 10,2
Азот аммиака солевого в мг/л 8,29
Азот нитратов в мг/л .... ,,,,,, 4,97
Хлориды в мг/л....... ...... 222,0
Общая жесткость в немецких градусах . 26,3
Число колоний в 1 см® . . . • • • • • • 266,719
Титр кишечной палочки . . . 0,0001—1,0
Дренажные воды пойм* Москва-реки и Яузы содержат много хлоридов, что отражает собой большую нагрузку на почвы органических веществ животного характера. Минерализация их выражена в слабой степени. В соответствии с этим вода имеет повышенную удельную окисляемость и содержит много аммиака и мало нитратов. Незаконченность минерализации органических веществ в почвах дренажей влечет за собой большое количество колоний в воде при крайне низком титре кишечной палочки.
Приводимые ниже данные 'о составе глубоких грунтовых вод охватывают материалы исследований скважин строительства 1921—1942 гг. Анализы производились Центральной санитарно-гигиенической лабораторией Мосгорздравотдела. Эти скважины находятся на низких террасах города с высоким стоянием грунтовых вод и на высоких террасах с низким стоянием вод.
3. Глубокие грунтовые воды низких террас Москвы. Характеристика этих вод определяется следующими показателями (табл. 3).
Большое содержание в воде этих скважин хлоридов говорит о высокой нагрузке органических веществ животного характера на почву. Удельная окисляемость воды небольшая при высоком содержании ни-
Таблица 3. Средний состав глубоких грунтовых вод низких террас (по 11 скважинам)
Цветность по американской Р(-Со шкале в градусах ............ .
Окисляемость в мг/л 08.........
Удельная окисляемость..........
Железо в мг/л..............
Азот аммиака солевого в мг/л ... • . .
Дзот нитратов в мг/л..........
Хлориды в мг/л ........
Общая жесткость в немецких градусах .
Число колоний .............
Процент скважин с титром кишечной палочки больше 100....... . . . .
Из них процент скважин с титром кишечной палочки больше 500 ........
тратов. Эти данные указывают на законченность минерализации органических веществ в почвах, следствием чего является незначительное количество колоний. Большой процент этих скважин имеет вместе с тем высокий титр кишечной палочки. Вода данной группы колодцев содержит много аммиака, образовавшегося из нитратов, вследствие высокого содержания в воде железа,
4. Глубокие грунтовые воды высоки^ террас Москва-реки. Скважины, заложенные на глубокие грунтовые воды высоких террас города, по содержанию в воде хлоридов, как и грунтовые колодцы, сведены к трем типам. К первому отнесены скважины, содержащие в воде хлоридов до 40 мг/л, ко второму — от 40 до 100 мг/д и к третьему — свыше 100 мг/^г (табл. 4). -
Таблица 4. Средний состав воды отдельных типов скважин на глубокие грунтовые воды высоких террас города
Показатели Первый тип (среднее по 21 скважине) Второй тни (среднее по 20 скважинаы) Третий тип (среднее по 4в скважинам)
N Цветность по американской Р1-Со шка- 10 13 17
ле в градусах .............
Окисляемость в мг/л Ог......... 1,30 2,45 5,38
Удельная окисляемость ......... 0,13 0,19 0,32
Железо в мг/л.............. 4,2 6,6 12,6
Азот аммиака солевого в мг/л...... 0,34 1,23 3,95
Азот нитратов в мг/л.......... 2,4 15,7 28,3
Хлориды в мг/л............. 8,0 68,0 270,0
Общая жесткость в немецких градусах . 11,5 25,5 44,0
Число колоний в 1 см3 .......... 74 167 270
Процент скважин с титром кишечной па-
лочки больше 100........... 67 80 70
Из них процент скважин ститром кишеч-
ной палочки больше 500 ........ 52 50 46
Первый тип этих скважин достаточно благополучен в санитарном отношении: вода их практически свободна от свежих органических веществ животного характера, в соответствии с чем содержит очень мало аммиака солевого при небольшой удельной окисляемости; бактериальных колоний в воде незначительное количество. Большой процент скважин этого типа имеет высокий титр кишечной палочки.
В воде скважин второго типа уже больше хлоридов вследствие высокой нагрузки на почвы минерализованных органических веществ жи-
вотного характера. В этих скважинах значительно больше нитратов, чем в скважинах первого типа. Небольшая удельная окисляемость их воды говорит об отсутствии свежих органических веществ животного характера. Повышенное содержание в воде аммиака свидетельствует о присутствии большого количества железа, вследствие чего нитраты восстанав* ливаются до аммиака. В бактериальном отношении вода скважин этого типа достаточно благополучна.
Третий тин скважин находится в районах со значительной нагрузкой на почвы органических веществ животного характера. Для этого типа характерно высокое содержание хлоридов. Минерализация органических веществ почв в районах размещения'данных скважин уже закончилась, в результате чего вода имеет небольшую удельную окисляемость и много нитратов. Значительное содержание в ней аммиака надо объяснить образованием его за счет восстановления нитратов вследствие высокого содержания в воде железа. Санитарное благополучие воды этих скважин подтверждается и бактериологическими исследованиями (сравнительно невысокое содержание колоний и большой процент скважин с высоким титром кишечной палочки).
|В отличие от грунтовых артезианские воды с водонепроницаемой кровлей защищены от прямого проникновения в них загрязнений и продуктов распада органических веществ через почвенный покров. Только при нарушении целости водонепроницаемой кровли возможен контакт с грунтовыми водами. Состав воды отдельных артезианских горизонтов постоянен при наличии водонепроницаемой кровли. В табл. 5 приводится состав воды отдельных артезианских горизонтов Москвы, полностью изолированных от горизонтов грунтовых вод (по Данным анализов Центральной санитарно-гигиенической лаборатории Мосгорздравотдела).
Таблица 5. Нормальный (средний) состав воды артезианских горизонтов
Москвы
Жесткость .4
ы в немецких Ч^ Азот в мг/л и Сч 2 •Я •я о
н ее градусах ¿Г г а о Я я я а4
н е о
Горизонт О о м Н 2 о п о СП еа а о о ез 3 4 к 3 н та •е- 5о ч о •х о 3 « 5 3"
о <- к ч ; " С 4 я о я и О. о. л Р.О н =-ь?
и а <о о О- ?3 П я и и » Я X ч X >» и £ а О в •т
VII верхний ка- '8
менноугольный 266 12,8 11,2 0,35 0,27 0,19 6,8 29 1,25 >50(
VIII средний ка-
менноугольный 333 14,7 13,4 '0,22 0,27 0,04 8,7 51 1,26 12 >500
IX нижний ка-
менноугольный 459 14,7 8,9 0,16 0,22 0 8,5 186 0,87 15 >500
Как видно из приведенных данных, каждый артезианский горизонт Московской котловины обладает специфичным химическим составом. С углублением горизонта постепенно увеличивается количество солей, снижается содержание железа и нитратов, возрастает количество сульфатов.
Не на всей территории Москвы артезианские горизонты разобщены от грунтовых вод. Так, над верхним каменноугольным горизонтом в долинах рек Москвы и Яузы отсутствует кровля из юрских глин. В некоторых местах города обнажен и покрыт непосредственно четвертичными отложениями и средний каменноугольный горизонт. В этих условиях' грунтовые воды могут проникнуть в артезианские, вследствие чего
Гигиена и санитария, № б
изменяется нормальный состав воды VII и VIII артезианских горизонтов и она приобретает признаки, свойственные городским глубоким грунтовым водам {табл. 6).
Таблица 6. Средний состав воды артезианских скважин с подтоком в артезианский горизонт грунтовых вод
« ж f. * Азот мг/л л н о в- я
Скважины 8.ü Ia К.* >»о и ь Общая жес в немецки: градусах Железо в мг/л аммиака солевого нитратов Хлориды в мг/л Сульфаты в мг/л Окисляемо в мг/л Число кол НИИ в 1 см В v - о Ss Не
VII горизонта (по 8 скважинам) ...... 854 30 2,15 0,56 4,02 98,8 151 2,5 61 >500
VIII горизонта (по 25 скважинам) ...... 628 26 1,84 1,23 2,84 69,7 144 3,3 36 >500
Для этих скважин характерна значительная минерализация их воды и много конечных продуктов распада органических веществ, которым сопутствует повышенное образование хлоридов. Эти скважины дают несколько большую окисляемость, что связано с проникновением в артезианские горизонты гуминовых веществ (в отличие от скважин с нормальным составом воды они имеют и более высокую цветность). Повышенное содержание аммиака в таких скважинах связано с восстановлением нитратов. В бактериальном отношении вода данных скважин достаточно благополучна.
При санитарно-гигиенической оценке питьевых водоисточников в конечном итоге вопрос сводится к определению наличия в воде органических веществ животного характера. Мерой санитарного благополучия является отсутствие свежих органических веществ животного характера. Показателем их наличия является значительное количество хлоридов {выше 40 мг/л) при повышенной удельной окисляемости {выше 0,3 мг/л) и одновременно высокое содержание аммиака солевого (выше 0,4—0,5 мг/л), если нет других условий, способствующих возрастанию как величины окисляемости (закисные минеральные соединения), так и аммиака солевого {присутствие железа, гуминовых веществ); в этих случаях вода содержит много бактерий и имеет низкий титр кишечной палочки.
Грунтовые воды с малой удельной окисляемостью и небольшим содержанием аммиака солевого ¡редко имеют выше 100 бактерий в 1 см3; титр кишечной палочки в них обычно бывает больше 300.
Высокое содержание в грунтовых водах этого или иного источника хлоридов указывает на то, что в районе размещения данного источника почвенный покров имеет значительную нагрузку органических веществ животного характера. В этих случаях необходимо учитывать состояние процессов минерализации органических веществ, происходящих в почвенном покрове. О законченности этих процессов говорит небольшая ■ окисляемость грунтовой воды и малое содержание в ней аммиака солевого, наличие же нитратов и сульфатов может быть высоким. Содержание бактерий в грунтовой воде при этом также может быть повышенным (вследствие вымывания почв, стимулирующего размножение бактерий), но редко бывает, больше 300 в 1 см3; титр кишечной палочки при этом остается попрежнему высоким, обычно больше 300.
Артезианские воды в отличие от грунтовых в условиях полной.
изоляции их от последних имеют для каждого отдельного артезианского горизонта типичный химический состав. Изменение их состава надо •расценивать как подток в данный артезианский горизонт воды вышележащего артезианского горизонта или грунтовых вод. Артезианские воды с измененным составом могут считаться неблагополучными в санитарном отношении тогда, когда имеется подток грунтовых вод с незаконченной минерализацией содержавшихся в них органических веществ. Этому сопутствует увеличение содержания бактерий и снижение титра кишечной палочки; одновременно может повышаться окисляемость и возрастать содержание в воде аммиака солевого.
При подтоке в артезианские горизонты грунтовых вод с законченной минерализацией органических веществ животного характера наблюдается увеличение содержания хлоридов, нитратов и сульфатов. Окисляемость и содержание солевого аммиака также могут повыситься (за счет увеличения гуматов и восстановительных процессов). Количество, бактерий обычно не превышает 100 в 1 см3, причем титр кишечной палочки остается таким же высоким, как в скважинах с нормальным химическим составом воды. Однако в санитарном отношении такие скважины менее надежны, чем с нормальным химическим составом, и питьевое пользование водой из них в необработанном виде допустимо лишь при усиленном бактериальном' контроле ее качества.
Если вода питьевого водоисточника свободна от свежих органических веществ животного характера, но содержит конечные продукты их распада, то ею можно пользоваться для питья и в бытовых целях, но лишь в том случае, когда этих конечных продуктов немного и они не изменяют вкусовых свойств воды. Для хлоридов, по американским нормам, пределом считается их содержание в количестве 150 мг/л, так же как и для сульфатов (СО4). При высокой концентрации солей в1 воде значительно увеличивается ее жесткость, что делает такую воду не всегда приемлемой для хозяйственных целей (при жесткости выше 30°).
К воде питьевых водоисточников предъявляется ряд требований и в отношении ее физических свойств: она должна иметь высокую прозрачность без выраженной цветности, запахов и привкусов. Низкие физические свойства воды, даже при отсутствии загрязненности ее органическими веществами и благоприятном бактериальном составе, делают ее непригодной для питьевых целей. Избыточное содержание железа также служит основанием для исключения использования такой воды для питья, так как она приобретает привкусы, бурую окраску и мутнеет при переходе закисных соединений железа в окисные с выпадением их в виде гидрата окиси железа.
Инж. К. П. КОВРОВ
Способ удаления из воды сероводорода
Из Л е ник градской научно-исследавзтельской лаборатории коммунальной гигиены
Вопрос об освобождении питьевой воды от сероводорода (НгЭ) весьма мало освещен в литературе. Между тем он имеет большое практическое значение, особенно при пользовании населением артезианской (а иногда и болотной) водой. В частности, спрос на дегазационные установки предъявляет и Ленинградская область. В связи с этим автор считал полезным» собрать и систематизировать литературный материал о
