Коли-фаги как индикаторы вирусного загрязнения питьевой воды

Колифаги – бактерии вирусы, заражающие бактериальную клетку, а после убивающие ее путем размножения. Чаще всего колифаги обнаруживаются в колиформных бактериях. Данная категория бактериофагов относится к категории, использующейся в качестве индикаторов качества воды и степени ее очистки. Причиной тому – их схожесть с кишечными вирусами человека, а также простота обнаружения при использовании соответствующих методик.

Одними из наиболее изученных на данный момент групп колифагов являются соматические колифаги и F-специфические РНК-бактериофаги. Первые представляют собой микроорганизмы, инфицирующие штаммы организма носителя посредством атаки рецепторов клеточных стеков, вторые – инфицируют штаммы E. Coli, а также схожие с ними бактерии. Представители данных групп чаще всего находятся в сточных водах, уровень же фекального загрязнения ими зачастую незначителен.

Колифаги – как индикаторы загрязнения воды

Популярность колифагов как индикаторов качества водоочистных мероприятий объясняется их персистентностью, то есть способностью долгое время сохранять жизнедеятельность вне организма носителя. Это в свою очередь возможно благодаря устойчивости данных бактерий к воздействию окружающей среды. Таким образом наличие колифаг используется как показатель эффективности мероприятий по очистке воды от загрязнений.

Колифаги в питьевой воде

Санитарно-микробиологическая оценка качества воды выражается в определении большого количества показателей. Данные критерии отражают соответствие или несоответствие состояния питьевой воды установленным требованиям нормативных документов.

Наличие колифагов во взятом образце, в определенном количестве, напрямую указывает на факт фекального загрязнения и необходимость проведения очистных мероприятий. Однако, стоит отметить, что непосредственно в питьевой воде данные микроорганизмы встречаются редко и намного чаще представлены в сточных водах.

Колифаги в сточной воде

Сточные воды относятся к основным источникам микробного загрязнения объектов окружающей среды. Это касается как поверхностных вод, так и подземных горизонтов, а такое почвы и питьевой воды. В связи с этим существует серьезный риск распространения возбудителей инфекций путем фекально-орального механизма передачи.

С учетом того, что колифаги, как и колиформы относятся к индикаторам загрязнения воды, проведение исследований образцов воды из таких источников позволит определить отклонения от нормы еще до возникновения серьезных последствий. В случае частого использования воды из поверхностных водоисточников, в особенности в крупных населенных пунктах, вода должна исследоваться регулярно.

Определение колифагов в воде

Для обнаружения колиформных бактерий и/или колифагов осуществляется анализ воды на наличие возбудителей бактериальных и вирусных кишечных инфекций. Для этого используется метод с обогащением. Его особенностью является заблаговременное накопление бактерий в среде на культуре бактерий группы кишечной палочки. Далее определяется просветление газона на питательном агаре.

С помощью данного метода можно контролировать качество воды, которая в первую очередь предназначена для употребления. Анализ производится в такой последовательности:

В первую очередь в образец вносится 100 мл питательного бульона и 10 мл смыва E. Coli. Контроль культуры смыва осуществляется путем его размещения в чашке Петри и заливки агаром.
Проба воды и чашка Петри помещается в термостат, где инкубируется 18 часов с температурой 37 градусов.
По завершении инкубационного периода и в случае необнаружения колифагов, лаборантом отливается 10 мл в пробирку, после чего эта проба освобождается от бактериальной флоры.

Просмотр образца после инкубирования должен проводиться при подходящем свете. Если обнаруживается полный лизис газона или его отдельные зоны на емкости с пробой, она получает положительный статус. В отчете указывается, что колифаги были найдены в 1000 мл воды.

Современное оборудование и квалифицированный штат опытных специалистов позволяют нам эффективно реализовывать передовые методики, направленные на обеспечение низких пределов обнаружения и высокое качество получаемых данных. Занимаясь обслуживанием клиентов, мы действуем прежде всего в их интересах, помогая не только в поисках возможных нарушений, но и подборе средств по их устранению.

Гранулометрический (механический) состав грунтов и почв

Вода является неотъемлемой составляющей всех живых систем. В среднем, человек потребляет 2,5 литра воды в день. Наряду с полезным кальцием, магнием и калием вода несет в себе и вредные для здоровья человека элементы, такие как нитраты, нитриты, кадмий и тому подобное. Характеристики употребляемой нами жидкости определяют качество и продолжительность жизни. Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения (WHO, 2007), около 1,1 миллиарда человек не имеют доступа к безопасным источникам водоснабжения, а около 2 миллиона человек ежегодно умирают от заболеваний, передающихся через питьевую воду. Тошнота и диарея – не самое опасное, что вызывают микроорганизмы. Бактерии и вирусы в прямом смысле могут отравлять нашу жизнь, вызывая болезни с летальным исходом (например, Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма) или опосредовано приводя к смертельным случаям (Helicobacter pylori – возможная причина рака ЖКТ). В Российской Федерации состояние воды регламентируются несколькими нормативами в зависимости от предназначения (смотреть таблицу).

Требования к микробиологическим показателям качества воды в Российской Федерации в зависимости от хозяйственной деятельности человека

Показатель	Природная вода 1	Вода бассейнов 2	Нецентр. водоснаб. 3	Центр. водоснаб. 4	Бутилированная вода 5
Общая микробная численность (ОМЧ), КОЕ / 1 мл	–	–	не более 100	не более 50	не более 20
Общие колиформные бактерии (ОКБ), КОЕ / 100 мл	не более 1000 (питьевая вода) не более 500 (рекреационное назначение)	не более 1	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Термо-толерантные колиформные бактерии (ТКБ), КОЕ / 100 мл	не более 100	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 300 мл
Колифаги, БОЕ / 100 мл	не более 10	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 100 мл	отсутствие в 1000 мл
Споры сульфит-редукторов	–	–	–	отсутствие в 20 мл	отсутствие в 20 мл
Возбудители кишечных инфекций	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл	отсутствие в 1000 мл
Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa)	–	отсутствие в 100 мл	–	–	отсутствие в 1000 мл
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus)	–	отсутствие в 100 мл	–	–	–

Оценка качества по микробиологическим показателям сводится к определению в объекте доли микроорганизмов, связанных с человеком и его продуктами жизнедеятельности.

Прежде всего, определим единицы измерения количества микробов. КОЕ/мл (колониеобразующие единицы) – количество жизнеспособных микробных клеток в миллилитре. Если производится оценка вирусных частиц в среде, то указывается БОЕ/мл (бляшкообразующие единицы) – количество вирусных частиц в миллилитре.

Общие показатели

Выявляет бактерии, потенциально способные причинить вред здоровью. Этот показатель достаточно информативен, так как высокая ОМЧ является индикатором загрязнения органическими соединениями (например, содержащихся в фекалиях) и различными формами азота. С другой стороны, в ОМЧ входят как опасные бактерии (например, высокопатогенный штамм кишечной палочки Escherіchіa colі), так и практически безвредные и повсеместно встречаемые сенные палочки (Bacillus subtillis).

Группу ОКБ формируют бактерии семейства Enterobacteriacea (Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella). Многие представители этой группы относятся к нормальной микрофлоре желудка, поэтому превышение ОКБ может говорить о возможном фекальном загрязнении, связанном с деятельностью человека. Однако в данной группе могут встречаться и свободноживущие микробы, которые не представляют опасности для здоровья.

ТКБ – более достоверный индикатор загрязнения продуктами жизнедеятельности. Этот показатель свидетельствует о свежем фекальном загрязнении. В большинстве случаев в этой группе обнаруживается кишечная палочка Escherіchіa colі.

Колифаги являются вирусами палочки Escherichia coli и рассматриваются эпидемиологами как более чувствительный метод определения загрязнения жидкости микроорганизмами группы кишечной палочки. Вирусные частицы более устойчивы к окружающей среде, чем бактерии, в которых они обитают, поэтому этот показатель качества служит достоверной меткой давнего фекального загрязнения. Содержание колифагов свидетельствует о наличии опасных для человека энтеровирусов в воде.

Рекомендуется проводить исследование этой характеристики в случае, если ранее источник не был проверен, а также для оценки эффективности методов дезинфекции источников и систем подачи-распределения воды.

Спорообразующие клостридии (Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium tetani) являются дополнительным микробиологическим показателем фекального загрязнения. Клостридии встречаются в кишечнике, однако при попадании в организм в большом количестве могут вызывать пищевые отравления и смертельные заболевания, в том числе, ботулизм. В отличие от относительно неустойчивых ОКБ и ТКБ, споры клостридий могут сохраняться долгое время, поэтому этот микробиологический показатель, как и колифаги, свидетельствует о наличии давнего загрязнения. Относительно высокая устойчивость позволяет использовать споры в качестве индикатора эффективности проведения водоподготовки (хлорирования, озонирования и т.п.).

Определение этого микробиологического показателя качества воды рекомендуется проводить при наличии посторонних запахов и образовании чёрного налёта на трубах, а также для оценки эффективности методов дезинфекции источников и систем подачи-распределения жидкости.

Pseudomonas aeruginosa – распространённый организм, который встречается практически во всех средах, в т. ч. входит в состав микрофлоры кожи. Однако при снижении иммунитета человека и высоком содержании в воде синегнойная палочка может вызывать серьёзные заболевания, поражая лёгкие и почки и приводя к сепсису. Присутствие Pseudomonas aeruginosa в бассейне или ванне является основанием для полной замены содержимого резервуара. Особенность синегнойной палочки – её чрезвычайная устойчивость к нагреванию, дезинфицирующим средствам и антибиотикам.

Staphylococcus aureus – тесно связанная с человеком бактерия, которая в основном образует колонии на коже, половых органах, респираторном и желудочно-кишечном трактах. Как и синегнойная палочка, золотистый стафилококк встречается у здоровых людей, однако может вызвать развитие болезни при ослаблении иммунитета.

В действующих нормативных документах не прописаны конкретные возбудители кишечных инфекций. В эту группу входят микроорганизмы, заражение которыми происходит через жидкие среды (Escherichia, Shigella, Vibrio, Salmonella). Процесс определения этого параметра трудоёмок и требует специальной квалификации микробиолога.

Микробиологические показатели качества воды, не регулируемые СанПиН

Развитие и удешевление технологий и новых методов приводит, с одной стороны, к расширению контролируемых параметров, с другой, к выбору более конкретных микроорганизмов-показателей. Например, руководство ВОЗ рекомендует использовать в качестве индикатора фекального загрязнения наличие кишечной палочки (Escherіchіa colі), а не ОКБ и ТКБ. В странах ЕС помимо палочки определяют наличие энтерококков – специфичной группы микроорганизмов обитателей кишечника человека. Ниже приведены группы микроорганизмов, которые имеют индикаторное значение при оценке микробиологического качества воды.

Enterococcus spp. – широкая группа микроорганизмов, проживающая в кишечнике человека. Наряду с золотистым стафилококком энтерококки являются причиной внутрибольничных инфекций, вызывают у человека (менингит, эндокардит). Ввиду более высокой устойчивости этих микроорганизмов к засолению и температуре, по сравнению с ТКБ, энтерококки – более надежный индикатор фекального загрязнения морей и солёных озёр. Согласно нормативу ЕС, эта группа не должна обнаруживаться в 250 мл. Согласно законодательству США, при превышении содержания Enterococcus spp. 35 КОЕ / 100 мл вводится запрет на купание людей.

К условно-патогенным дрожжам и микромицетам (плесени) относят большую неоднородную группу грибных организмов. В неё входят Candida albicans и Cryptococcus neoformans, которые вызывают оппортунистические заболевания, в т. ч. грибковые заболевания кожи и молочницу. Другие организмы-микромицеты (Cladosporium cladosporioides, Aspergillus niger) усиливают аллергические реакции, а иногда вызывают их. Особенно опасны плесневые грибы (Penicillium spp., Aspergillus spp., Fusariam spp., Alternaria spp. and Claviceps spp), образующие канцерогенные микотоксины (патулин, афлотоксин). Исследователи из Европейского союза пришли к выводу, что водопроводная вода не является распространителем микотоксинов, однако в стоячих источниках (например, накопительных резервуарах) могут создаться условия для благоприятного развития грибов. В некоторых странах ЕС содержание грибов строго регламентируется, например, в Швеции в питьевой воде их не может быть более 100 КОЕ / 100 мл.

Микроорганизмы, содержащие зелёный пигмент хлорофилл – обитатели богатых питательными элементами стоячих водоемов. Сами микроорганизмы не заражают человека, но синтезируют и выделяют в среду цианотоксины, вызывающие поражение внутренних органов млекопитающих: гепатотоксины (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis и Umezakia), нейротоксины (Aphanizomenon и Oscilatoria), почечные токсины (Cylindroapermopsis raciborski).

Таким образом, микробиологические показатели качества воды отражают несколько важных показателей:

Общее загрязнение микроорганизмами источника воды (ОМЧ).
Наличие фекального загрязнения и продуктов жизнедеятельности (ОКБ, ТКБ, колифаги, сульфитредукторы, энтерококки).
Возможное наличие энтеровирусов (колифаги).
Наличие потенциально опасных микроорганизмов (золотистый стафилококк, синегнойная палочка, условно-патогенные дрожжи, энтерококки, сульфитредукторы).
Наличие потенциальных продуцентов микотоксинов и цианотоксинов (грибы и цианобактерии).
Наличие патогенных микроорганизмов (Shigella, Vibrio, Salmonella).

Индикатором кишечных инфекций является естественная микрофлора кишечника человека и теплокровных животных. Санитарно-показательными микробами могут служить постоянные обитатели кишечника человека, находящиеся там в большом количестве и обладающие определенными признаками, по которым облегчается их количественный учет.

Бактерии группы кишечной палочки.

В качестве показателя фекального загрязнения для воды еще в конце прошлого века предложено использовать бактерии группы кишечной палочки. За прошедшие сто лет в отношении воды предложены и другие санитарно-показательные организмы, но предпочтение отдается бактериям группы кишечной палочки как надежному показателю фекального загрязнения воды. Такое значение кишечная палочка приобрела по многим причинам. Прежде всего она преобладает среди микробного населения толстых кишок человека и теплокровных животных, содержится в фекалиях в огромном количестве - сотни миллионов в 1 г. Эти микробы устойчивы к внешним условиям и по выживаемости превосходят патогенную бактериальную микрофлору кишечника. Обнаружение в объектах среды кишечной палочки указывает на их фекальное загрязнение и возможное присутствие возбудителей желудочно-кишечных заболеваний.

Все многочисленные бактерии, входящие в группу бактерий кишечной палочки, имеют общие свойства: короткие аэробные или факультативно-анаэробные палочки, не образующие спор, окраска по Граму отрицательная, способны сбраживать глюкозу и другие сахара. На специальных средах растут в виде характерных колоний.

Бактерии группы кишечной палочки ведут себя идентично патогенным кишечным бактериям, поэтому они и сохраняют свое санитарно-показательное значение в качестве основного нормируемого показателя степени фекального загрязнения и одновременно косвенного индикатора эпидемиологической опасности водоемов для различного водопользования. Роль бактерий группы кишечной палочки отражается в официальных документах, и этот показатель нормируется.

Бактерии группы кишечной палочки являются основным критерием при оценке качества воды. Допустимо количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л питьевой воды (коли-индекс): не более 3, в поверхностных источниках воды не более 10000.

Кишечная палочка или ее варианты являются индикаторами свежего фекального загрязнения. Другие виды колиформ могут расти или длительно сохраняться в средах фекального происхождения - они являются показателями старого фекального загрязнения, а также низкого санитарного состояния.

Загрязнение пищи палочкой Эшерихия коли указывает на возможность попадания в нее возбудителей желудочно-кишечных заболеваний. Поэтому роль коли-форм состоит в том, что они являются индикаторами загрязнения патогенными микробами.

Кишечные кокки и вирусы.

Во всем мире ведутся поиски новых индикаторных микроорганизмов. Кроме бактерий группы кишечной палочки предлагаются кишечные кокки (энтерококки), кишечные вирусы (энтеровирусы), фаги кишечной палочки и др.

Во многих странах энтерококки признаны дополнительным показателем загрязнения воды микробами фекального происхождения. Энтерококки обладают следующими характерными свойствами: имеют шаровидную форму, располагаются попарно, встречаются мелкие и крупные, а также различаются по форме - круглые, удлиненные, иногда сильно вытянутые. По Граму красятся положительно, каталазу не образуют. Энтерококки отличаются от других кокков, распространенных в окружающей среде, а также от тех, которые составляют нормальную микрофлору верхних дыхательных путей или патогенных для человека. Основное отличие - повышенная устойчивость к различным физическим и химическим факторам. Энтерококки очень быстро отмирают в летний период при повышенной температуре воды. Они являются естественными обитателями кишечника, их присутствие указывает на фекальное загрязнение окружающей среды. В окружающую среду энтерококки выделяются в меньших количествах и быстрее отмирают в воде и почве, чем кишечная палочка. Как правило, в этих объектах они не размножаются. Поэтому обнаружение энтерококков служит показателем свежего фекального загрязнения.

За рубежом энтерококки рассматриваются как наиболее надежные показатели фекального загрязнения воды закрытых источников, в частности колодцев.

Преимуществом энтерококков в качестве санитарно-показательных организмов является большая достоверность их фекального происхождения и отсутствие размножения в воде.

Наличие энтерококков подтверждает фекальное загрязнение воды в сомнительных случаях. Показано, что содержание в воде поверхностных источников кроме кишечной палочки энтерококков и фагов кишечной палочки в количестве более 1 тыс. в 1 л свидетельствует о недавнем поступлении фекального загрязнения, опасного в эпидемиологическом отношении.

Для оценки степени эпидемиологической опасности или степени вирусного загрязнения объекта, особенно при определении качества воды, возникла необходимость обнаружения вирусов кишечной труппы (энтеровирусов). Так как прямое определение вирусов сложно и длительно, стали искать санитарно-показательные организмы для оценки качества воды в отношении вирусного загрязнения. Такими микроорганизмами признаны фаги кишечной палочки (коли-фаги), которые в течение длительного времени выживают в воде, устойчивы к воздействию дезинфектантов.

Клостридии.

Некоторые бактерии рода Клостридиум, преимущественно Клостридиум перфрингенс, предложены в качестве санитарно-показательных микроорганизмов в отношении кишечных инфекций. Этот микроб обитает в кишечнике человека в довольно больших количествах и его можно быстро определить. Благодаря образованию спор рассматриваемые микроорганизмы длительно выживают в окружающей среде и очень устойчивы к внешним воздействиям. Присутствие их в воде расценивается как старое фекальное загрязнение. К действию хлора они чувствительны и при двукратном хлорировании воды на водопроводных станциях теряют термоустойчивость. Обнаружено, что одновременно с увеличением в воде количества санитарно-показательных клостридий увеличивается число возбудителей ботулизма, столбняка и газовой гангрены, особенно в отсутствие кислорода в процессе гниения и при благоприятной температуре. Это подтверждает индикаторное значение теста в отношении патогенных клостридий. Для оценки степени инфицирования объектов окружающей среды патогенными клостридиями они имеют первостепенное значение по сравнению с бактериями группы кишечной палочки, так как вызывают пищевые отравления, порчу консервов и т. п.

В используемой на консервных предприятиях воде количество клостридий нормируется: они должны отсутствовать в 100 мл. В ряде стран клостридии включены в стандарты качества воды как дополнительный показатель.

В группу санитарно-показательных клостридий объединяют грамположительные, образующие споры анаэробные палочки. Эта группа на 90-95 % состоит из Клостридиум перфрингенс и Клостридиум спорогенес. Санитарно-показательные клостридии служат показателем загрязненности объектов окружающей среды. Эти микробы более устойчивы, чем бактерии группы кишечной палочки, так как образуют споры. Это наиболее показательный тест в отношении патогенных и токсигенных клостридий.

Определение санитарно-показательных клостридий проводят в почве и питьевой воде, на пищевых предприятиях, при выборе новых источников водоснабжения.

Общие колиформы (колиформные организмы) являются микробными индикаторами качества питьевой воды. Согласно рекомендациям ВОЗ, колиформные бактерии не должны обнаруживаться в системах водоснабжения с подготовленной водой.

К этому классу бактерий относятся:

Escherichia Coli (или E.Coli);
Enterobacter cloacae;
Klebsiella terrigena;
Citrobacter и др.

В пробах воды данного района обнаружены колиформные организмы, что свидетельствует о ее недостаточной очистке, вторичном загрязнении или о наличии в воде избыточного количества питательных веществ для микроорганизмов.

В зависимости от возбудителя могут возникнуть следующие заболевания:

Escherichia (или E.Coli) – перитонит, кольпит, бактериальное воспаление простаты.
Enterobacter cloacae – кишечные, урогенитальные, респираторные, урогенитальные гнойно-воспалительные заболевания человека., менингит, септицемию, раневые и ожоговые инфекции, бактериемию, диарею и др.
Klebsiella terrigena – пневмония, урогенитальные инфекции, в том числе у новорожденных, у ослабленных и пожилых лиц, конъюнктивиты, менингиты, сепсис, острые кишечные инфекции.
Citrobacter – цитобактериоз, который может протекать по типу пищевого отравления в виде гастрита, энтерита или гастроэнтерита.

Превышение концентрации данного элемента приводит к рискам: риск развития болезней пищеварительной системы

Термотолерантные колиформные бактерии

К группе термотолерантных колиформных бактерий относятся микроорганизмы, которые вызывают острые кишечные инфекционные заболевания. Их наличие говорит о свежем фекальном загрязнении воды. Во время лабораторного анализа воды термотолерантные колиформные бактерии выращивают при температуре 43 °С. Отсюда их название.

Термотолерантные колиформные бактерии в зависимости от возбудителя могут возникнуть различные острые кишечные инфекции.

Ротавирусы

Ротавирусы - род вирусов из семейства Reoviridae, вызывающих ротавирусную инфекцию.

В пробах воды данного района обнаружены ротавирусы, что может привести к инфекционному заболеванию – ротавирусной инфекции:

симптомы гастроэнтерита или энтерита
частое сочетание кишечного и респираторного синдромов в начальном периоде болезни.

Колифаги

Колифаги - вирусы, которые заражают бактериальную клетку, размножаются в ней и убивают ее, иначе – бактериофаги.

Бактериофаги являются также индикаторами качества воды (степени очистки воды) из-за сходства с кишечными вирусами (энтеровирусами) человека. Они достаточно хорошо обнаруживаются. Наличие или отсутствие колифагов – дополнительный критерий эффективности очистки воды.

В пробах воды обнаружены колифаги, что является признаком микробиологического заражения воды, что связано с рисками различных заболеваний, в зависимости от возбудителя.

Цисты лямблий

Цисты лямблий – это статическая форма простейшего одноклеточного микроорганизма семейства Giardia lamblia (синонимы Giardia intestinalis и Giardia duodenalis, а так же используется название Lamblia intestinalis). В организм человека цисты лямблий попадают оральным путем (через воду и продукты питания).

Если обнаружены цисты лямблий, то употребление такой воды может вызвать лямблиоз – болезнь, сопровождающуюся кишечным расстройством.

Другие микробные загрязнения

В состав этой группы входят условно-патогенные микроорганизмы, не опасные для здоровья человека и исследуемые на территории России. Эти микроорганизмы играют роль индикатора загрязнения воды, т.е. их присутствие говорит о наличии в воде вредных (патогенных) микроорганизмов.

Микроорганизмы данной группы не опасны для здоровья человека, но их наличие в пробе воды говорит о содержании вредных для человека микроорганизмов.

Согласно разным источникам, примерно четвёртая часть населения России используют воду для питья из нецентрализованных источников водоснабжения, 34% которых имеют сверхнормативное микробное загрязнение воды. Это является причиной сезонных вспышек острых кишечных инфекционных заболеваний, брюшного тифа, вирусного гепатита А.

Неудовлетворительное качество питьевой воды по химическому составу обуславливает развитие соматических заболеваний. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 80% всех заболеваний является следствием употребления загрязненной питьевой воды.

Ухудшение качества питьевой воды обусловлено нарастающим загрязнением водоисточников за счет поступления сточных, ливневых, талых вод, а также атмосферных выбросов загрязняющих веществ. Например, по данным Государственного кадастра, в 1997г. в водные объекты поступило свыше 22 км3/год загрязненных сточных вод, что составило 37% от общего объема водоотведения. С промышленными выбросами в воду попадают соли тяжелых металлов и различные органические вещества. Талые воды приносят с полей различные гербициды, пестициды и остаточные минеральные удобрения. В 1997 году, например, в водные объекты было сброшено 9,3 тыс. т нефтепродуктов, 618,6 тыс. т взвешенных веществ, 32,4 тыс. т фосфора, 106,9 тыс. т аммонийного азота, 0,08 тыс. т фенолов, 4 тыс. т синтетических поверхностно-активных веществ, 0,2 тыс. т соединений меди, 19,2 тыс. т железа, 0,76 тыс. т. цинка . Главной причиной ухудшения качества питьевой воды в условиях повышенной загрязненности водоисточников является несовершенство и технический износ систем водоочистки. Практически повсеместно на водопроводах применяются технологические схемы водообработки, которые не соответствуют уровню загрязнения источников водоснабжения, недостаточно применяются методы сорбции, озонирования, обезжелезивания, коррекции содержания фтора, стронция и других веществ.

Первичное хлорирование, применяемое на водопроводных станциях для обеззараживания воды с высоким содержанием органических веществ, приводит к образованию хлорорганических соединений. На сегодняшний день открыто более 3000 видов хлорорганических примесей, 600 из которых являются сильнейшими канцерогенами и вызывают различные онкологические заболевания.
Нерешенной проблемой остается вторичное загрязнение воды в разводящей сети водопроводов.

иметь хорошие органолептические свойства;
быть безвредной по химическому составу примесей (концентрация токсичных веществ в ней не должна превышать предельно допустимые концентрации (ПДК);
быть эпидемически и радиационно безопасной.

Качество питьевой воды оценивается прежде всего по органолептическим показателям (температура, прозрачность, запах, привкус, цветность и мутность).
Лучшими вкусовыми качествами обладает вода при температуре 8-150 С, при температуре выше 250С вода неприятна на вкус .
Прозрачной считают воду, в которой через слой 30 см отчетливо читается шрифт Снеллена. Речные воды могут иметь низкую прозрачность 2-5 см из-за присутствия в них частиц глины, песка, водорослей и других веществ минерального и органического происхождения.
Мутность определяется присутствием в воде взвешенных веществ. Мутность 1,5 мг/л соответствует прозрачности 30 см. Мутность в значительной степени зависит от сезона года и может повыситься в несколько раз, например, в период сильных дождей.
Запах оценивается по интенсивности в баллах по 5 - балльной шкале: 0 - не ощущается, 1 - не определяется потребителем, 2 - обнаруживается потребителем, если указать на него, 3 - заметный, 4 - отчетливый, 5 - очень сильный.
Как правило, чистые природные воды запаха не имеют. В отдельных случаях глубокие подземные воды характеризуются значительным естественным запахом за счет сероводорода.
Вкус и привкус воды, измеряемый в баллах, определяется различными примесями природного и техногенного характера. Так присутствие солей магния вызывает горький вкус, соли закиси железа и марганца придают воде железистый привкус, искусственные привкусы свидетельствуют о наличии загрязнений промышленного характера.
Цветность обусловлена чаще всего примесями природного происхождения, которые вымываются из почвы, гумусовыми веществами желтоватого или коричневого цвета, железистыми соединениями от желтоватых до зеленых оттенков.
Химические примеси, присутствующие в природных водах, делятся на три группы:
природного происхождения;
антропогенного происхождения, поступающие в источники водоснабжения вследствие хозяйственной деятельности человека;
поступающие и образующиеся в воде в процессе водоподготовки.

К первой группе показателей относятся сухой остаток, общая жесткость, активная реакция среды, наличие катионов и анионов. В поверхностных источниках водоснабжения активная реакция среды (рН) колеблется от 6,5 до 8,5, в подземных – от 6 до9. Увеличение или уменьшение величины рН свидетельствует о наличии повышенного содержания кислых или щелочных примесей. Так подземные воды, богатые бикарбонатами и карбонатами, могут иметь рН больше 9.
Общая жесткость воды - природное свойство - обусловлена присутствием солей кальция и магния. Воду с общей жесткостью до 3,5 ммоль/л принято считать мягкой, от 3,5 до 7 - средней жесткости, до 10 - жесткой, свыше 10 - очень жесткой. Для питьевых целей предпочитают воду средней жесткости. При повышенном поступлении в организм кальция с питьевой водой на фоне йодной недостаточности чаще возникают болезни щитовидной железы. Особенно нежелательно высокое содержание магния, т.к. его сульфаты нарушают процессы всасывания и моторную деятельность кишечника. При содержании сульфатов в воде до 250 мг/л, магния не должно быть более 30-50 мг/л. Оптимальное содержание кальция составляет 75-100 мг/л, максимально допустимое -150 мг/л.
Железо в природных водах находится в двух или трехвалентном состоянии в виде коллоидных или комплексных соединений с гуминовыми кислотами, бикарбонатами. На воздухе бикарбонатные комплексы разрушаются с образованием гидроксидов железа, придающих воде мутность и цветность. При концентрации железа выше 1 мг/л вода приобретает вяжущий привкус.
Сульфаты и хлориды в избытке более 500 мг/л и 350 мг/л изменяют вкусовые качества воды и неблагоприятно влияют на работу желудочно-кишечного тракта.
Фториды в концентрациях 1,2-1,5 мг/л оценивают как оптимальные. При повышенных концентрациях развивается флюороз зубов и скелета, а при пониженных увеличивается заболеваемость кариесом. В большинстве открытых водоемов концентрации фтора понижены, высокие концентрации фторидов чаще встречаются в воде артезианских скважин.
Азотсодержащие соединения в виде нитратов и нитритов могут быть природного и техногенного происхождения. Повышенное содержание нитратов более 45 мг/л приводит к нарушению окислительной функции крови. Нитраты обладают мутагенной активностью и могут приводить к образованию в организме человека канцерогенных соединений.
Общая минерализация (сухой остаток) определяет общее суммарное количество растворенных солей. Воду с сухим остатком 10000 мг/л считают пресной, свыше - соленой. Слабоминерализованная вода с содержанием солей 50-100 мг/л неприятна на вкус и при длительном применении приводит к неблагоприятным физиологическим сдвигам в организме.

Основные нормируемые вредные вещества, которые поступают в питьевую воду в процессе ее водоподготовки при очистке воды коагулянтами, флокулянтами, ионным обменом, сорбцией, обеззараживании хлором, озонировании т.д. При использовании новых видов реагентов, обеззараживающих веществ и других материалов они должны иметь гигиенические сертификаты с указанием веществ, которые могут поступать в воду при их применении. Так при использовании флокулянтов в воду могут поступать исходные мономеры. Например, при применении полиакриламида вода загрязняется акриламидом, ПДК на который в 200 раз ниже, чем на полиакриламид.
Санитарные правила нормируют также содержание индивидуальных химических соединений, которые могут присутствовать в питьевой воде и могут быть идентифицированы современными аналитическими методами. Для каждого вещества указан норматив по величине ПДК, предельно допустимой концентрации, которая не оказывает влияния на состояние здоровья человека. Также указывается лимитирующий признак вредности, по которому устанавливается ПДК: санитарно-токсикологический (с.-т.) или органолептический (орг.) и класс опасности вещества, который учитывается при выборе соединений, подлежащих первоочередному контролю. Различают 4 класса опасности: первый класс - чрезвычайно опасные вещества, второй класс - высоко опасные, третий класс - опасные, четвертый класс - умеренно опасные.

При обнаружении в воде химических веществ, относящихся к классам 1 и 2 и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них к величине его ПДК не должна быть больше 1. Введение суммарного показателя дает более объективную картину загрязненности питьевой воды

Читайте также: