Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений в открытые водоёмы в большинстве из них прогрессирующего ухудшения качества воды не наблюдается. Это происходит потому, что многообразные физико-химические и биологические процессы ведут к «самоочищению» водоёма от взвешенных частиц, органических веществ, микроорганизмов и др. видов загрязнений. Скорость самоочищения зависит от мощности водоёма и степени его загрязнённости. Ценным показателем степени загрязнённости воды органическими веществами и интенсивности процессов самоочищения является биохимическое потребление кислорода (БПК). БПК – это количество кислорода, необходимое для полного биохимического окисления веществ, содержащихся в 1 л воды при 20оС. Чем значительнее загрязнена вода, там больше её БПК. Так как определение БПК длительно – до 20 суток, то в санитарной практике часто ограничиваются определением БПК5, т.е. биохимического потребления кислорода в 1 л воды в течение 5 суток. Для природных вод БПК5 составляет примерно 70% от полного БПК20. В чистых водоёмах БПК5 = 2 мг/л, в относительно чистых БПК5 = 2-4 мг/л. Способность водоёма самоочищаться имеет пределы, т.к. при сильном загрязнении возникает недостаток растворенного кислорода.
В последнее время открытые водоёмы всё чаще используются как источники водоснабжения для водопроводов. Естественно, что самоочищения водоёма недостаточно, чтобы эту воду использовать для питья, приготовления пищи и др. гигиенических целей.
Для улучшения качества воды используют различные методы, которых довольно много и которые позволяют освободить воду от опасных микроорганизмов, взвешенных частиц, гуминовых соединений, придающих воде цвет, от избытка солей кальция, магния, железа, марганца, фтора и др., дурнопахнущих газов, токсических и радиоактивных веществ.
К числу наиболее часто применяемых методов улучшения качества воды на водопроводах относятся: осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Осветления и обесцвечивания воды можно достичь в результате отстаивания и медленного фильтрования через слой зернистого материала. Чтобы улучшить и ускорить этот процесс стали применять коагулирование – осаждение примесей под действием специальных веществ-коагуляторов.
Обеззараживание воды является обычно заключительным и наиболее важным процессом улучшения качества воды на водопроводе. Оно может осуществляться химическими и физическими методами. Для химических методов в воду вносятся обладающие бактерицидным действием газообразный хлор или озон. Однако у метода хлорирования есть определённые недостатки: запах и привкус хлора, а также имеются хлороустойчивые формы бактерий. Озонирование – более совершенный способ обеззараживания воды, он улучшает вкус воды, устраняет окраску и запахи, оказывает значительное бактерицидное действие. Однако озонирование требует сложной аппаратуры. К физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, и т.д. Одним из лучших способов обеззараживания воды считается облучение ультрафиолетовыми лучами. Оно обеспечивает быструю гибель бактерий, вирусов, яиц гельминтов и не изменяет природных свойств воды.
Если ранее перечисленные методы не позволяют достичь необходимого качества воды, используют другие методы. К ним относятся: опреснение – удаление избытка солей путём осаждения химическим путём, фильтрования через ионообменные смолы, вымораживания и т.д.; умягчение – уменьшение содержания солей кальция и магния в жёсткой воде, обезжиривание, фторирование, дефторирование и т.д.
Санитарная охрана водоёмов от загрязнения
С этой целью устанавливают зоны санитарной охраны, где устанавливается особый режим с целью предупреждения неблагоприятных изменений в качестве и количестве водопроводной воды. Зона санитарной охраны для водопроводов, берущих воду из открытых водоёмов, состоит из двух поясов. Первый пояс или зона строгого режима включает участок источника в месте забора воды на территорию, на которой находятся головные сооружения водопровода: насосные станции, водосточные сооружения, резервуары чистой воды. Эта территория ограждается и охраняется, доступ посторонним лицам в неё запрещается. В пределах первого пояса строго воспрещается пользование водоёмом для каких бы то ни было целей. Второй пояс или зона ограничения включает территорию, окружающую водоём и его протоки. Зона ограничения распространяется от места забора воды, преимущественно вверх по течению проточного водоёма на 20-60 км в зависимости от загрязнений, вносимых в водоём и от его способности к самоочищению. Пользование рекой в пределах зоны ограничения, спуск бытовых и промышленных сточных вод либо запрещён, либо ограничен, обязательна очистка.