© ООО «Издательство „СпецЛит"», 2009

Условные сокращения

БПК – биохимическое потребление кислорода

ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения

ДДТ – дихлордифенилтрихлорэтил

ДТС-ГК – двутретьосновная соль гипохлорита кальция

ЗСО – зона санитарной охраны

ИЗВ – индекс загрязнения воды

ИЭР – импульсный электрический разряд

Кс – коэффициент суточной неравномерности

Кч – коэффициент часовой неравномерности

КЭС – квартирно-эксплуатационная служба

ЛКП – лактозоположительные кишечные палочки

МАИР – Международное агентство по изучению рака

МТК – мелкие трубчатые колодцы

НГК – нейтральный гипохлорит кальция

НРБ – норма радиационной безопасности

ОВ – отравляющие вещества

ОКБ – общие колиформные бактерии

ОМЧ – общее микробное число

ПАУ – полициклические ароматические углеводороды

ПДК – предельно допустимая концентрация

ПХБ – полихлорированные бифенилы

РВ – радиоактивные вещества

СДЯВ – сильнодействующие ядовитые вещества

СОЗ – стойкие органические загрязняющие вещества

СПАВ – синтетические поверхностно-активные вещества

СПМО – санитарно-показательные микроорганизмы

ТГМ – тригалометаны

ТКБ – термотолерантные колиформные бактерии

ТХДД – тетрахлордибензо-п-диоксин

ТХДФ – тетрахлордибензофуран

УЗ – ультразвук

УФ – ультрафиолетовый

ХПК – химическое потребление кислорода

рН – водородный показатель

ТОС – показатель общего органического углерода

Предисловие

Современные представления о роли воды в создании благоприятных условий жизнедеятельности населения, обеспечении устойчивого развития экономики позволяют считать водный фактор одним из определяющих в жизни человеческого общества. Пресные воды в настоящее время становятся главным полезным ресурсом, наличие их во многом будет определять возможность не только развития, но и существования отдельных государств. При условии сохранения сложившихся структуры использования воды и культуры водопотребления во многих странах мира к 2025 г. возникнет критическая ситуация с водными ресурсами: около 40 % населения Земли будет жить в условиях острой нехватки пресной, особенно питьевой, воды (Шикломанов И. А. [и др.], 2002).

В России, несмотря на большие в целом запасы пресной воды, на протяжении последних 25–30 лет проблема водоснабжения выдвинулась в число наиболее острых социальных проблем. Снижение водообеспеченности, наблюдаемое в ряде регионов страны, ухудшение экологической обстановки и санитарного состояния источников воды требуют принятия серьезных организационных и технических решений. Нельзя не учитывать, что в условиях нарастающего антропогенного загрязнения природной среды заметно возросла роль воды как фактора обеспечения социального благополучия и здоровья населения и одновременно как элемента риска распространения инфекционных, особенно вирусных, заболеваний.

К сожалению, в настоящее время ощущается явный дефицит учебной литературы для студентов медицинских институтов, отражающей современное состояние гигиены водоснабжения. Вышедшие за последние пять лет учебное пособие «Коммунальная гигиена» (2005) и «Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения» (2008) (оба – под редакцией В. Т. Мазаева), а также учебное пособие «Гигиена водоснабжения войск» (издательство Военно-медицинской академии, 2008) ориентированы преимущественно на системы послевузовского профессионального образования. В связи с этим возникла необходимость издания соответствующего пособия, рассчитанного на программу подготовки студентов по специальности «Лечебное дело».

Все замечания и пожелания авторы примут с благодарностью в надежде учесть их при переиздании пособия.

Глава 1. Вода в природе и ее значение для человека

1.1. Водные ресурсы Земли

Вода относится к числу наиболее важных природных ресурсов планеты, не имеющих замены. От ее наличия и качества зависит состояние здоровья людей, уровень их санитарно-эпидемиологического благополучия, степень комфортности и, как следствие, социальная стабильность общества. Исключительная роль воды осознавалась людьми с древнейших времен. Один из семи великих мудрецов древности, основоположник греческой науки, философ, математик и астроном Фалес Милетский (624–548 гг. до н. э.) считал, что вода как жидкое, подвижное, всепроникающее явилась первоначалом и сущностью всего. Эта философская оценка роли воды не отрицается и в наше время: согласно теории известного российского ученого А. И. Опарина жизнь на планете зародилась в водной среде.

Общее количество воды на Земле (гидросфера) составляет примерно 1,5 млрд км³. Однако основная ее масса (около 94 %) представлена соленой водой океанов и морей. На долю пресной воды приходится менее 2 % и сосредоточена она в основном в ледниках Гренландии и Антарктиды. Таким образом, для использования в хозяйственно-питьевых целях доступно менее 0,2 % от общего количества воды – это вода рек, озер, водохранилищ, почвенная влага, пары атмосферы и верхние водоносные горизонты земной коры (табл. 1).

Земная вода находится в постоянном кругообороте. Под влиянием солнечной радиации с поверхности океанов, морей, рек, озер, почвы и растительности ежегодно испаряется 525 тыс. км³ воды. Большая часть этой влаги выпадает в виде атмосферных осадков непосредственно на поверхность океанов и морей, совершая так называемый малый круговорот. Большой круговорот представляет собой многообразный процесс перемещения, расходования и возобновления влаги на земной поверхности, в недрах земли и в атмосфере. Атмосферные осадки, орошая поверхность материков, частично просачиваются в почву, частично стекают по склонам и образуют ручьи, реки, озера, болота. Поглощенная почвой вода частью испаряется, частью просачивается вглубь и формирует подземные воды. Последние участвуют в питании рек, озер или достигают моря подземными путями. Упрощенная схема круговорота воды в природе представлена на рис. 1.

Таблица 1. Запасы воды на земном шаре (Львович М. И., 1969)

Рис. 1. Схема круговорота воды (Горский Н. Н., 1962)

Роль воды неизмеримо высока. Без нее невозможно существование животного и растительного мира. Вода регулирует климат планеты, выступает в качестве одного из основных ландшафтнообразующих факторов, в значительной мере определяющих тип почвы и вид растительного покрова; является важнейшим условием протекания геологических процессов, кругооборота веществ в природе. Великий русский ученый, основоположник учения о биосфере академик В. И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества… которое ее бы не заключало» (Вернадский В. И., 1936).

Без воды невозможно осуществление хозяйственной и промышленной деятельности людей. Вода необходима для большинства технологических процессов в промышленности, производства энергии, стали, чугуна, добычи полезных ископаемых. Нормами водопотребления в промышленности на производство 1 т продукции предусмотрен расход от 200 до 2000 м³ воды. Сельское хозяйство и животноводство также требуют значительных затрат воды: на производство 1 т зерна необходимо 1000 м³; картофеля – 500–1500 м³; говядины – 15000–70000 м³.

Основными потребителями воды являются жилищно-коммунальное хозяйство, атомные и тепловые электростанции, сталеплавильные заводы и бумажные фабрики, сельскохозяйственные гидромелиоративные системы.

Вода имеет важное рекреационное значение. Наличие водоемов дает возможность для полноценного отдыха, занятия спортом, рыбалкой, что важно для поддержания физического и психического здоровья людей. Внутригородские декоративные водоемы и фонтаны, кроме того, имеют серьезное эстетическое и градообразующее значение, в определенной мере снижая моральный и экологический прессинг, оказываемый на человека современной городской средой.

Таким образом, современные представления о роли воды в создании благоприятных условий жизнедеятельности населения, обеспечении устойчивого развития экономики позволяют считать водный фактор одним из определяющих в жизни человеческого общества. Пресные воды в настоящее время становятся главным полезным ресурсом. Начиная с 70-х гг. XX в. обеспечение водой становится одной из главных мировых экологических и социальных проблем. Несмотря на большие в целом запасы пресной воды, над человечеством нависает угроза «водного голода». Потребность в воде с каждым годом возрастает. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодный прирост водопотребления составляет около 4 % и каждые 20 лет удваивается. Между тем средняя водообеспеченность населения Земли за последние 30 лет XX в. уменьшилась в 1,7 раза, главным образом за счет увеличения его численности. По прогнозам ученых, к 30-м годам XXI в. более половины населения Земли будет испытывать недостаток пресной питьевой воды. Уже в настоящее время на планете такой дефицит ощущают более двух миллиардов человек.

Проблема нехватки питьевой воды становится одной из глобальных проблем XXI в. Водообеспечение напрямую связано с проблемой безопасности в условиях взаимозависимого мира. Возрастает вероятность военных конфликтов за право владеть источниками пресной воды. Вода превращается в один из решающих факторов геополитики.

С целью экономии воды в индустриально развитых странах Западной Европы, где особенно остро ощущается ее недостаток, развивается и законодательно поощряется водосберегающая технология в промышленности, разрабатываются более совершенные бытовые приборы, значительно сокращающие расход чистой воды. Если в середине 80-х гг. XX в. стиральные машины в Германии расходовали 100–120 л воды на одну стирку, то к 2000 г. – лишь 60–70. В 1960-х гг. в Японии для производства товаров на 1 млн долларов требовалось 50 млн л воды, в 1990-х этот показатель сократился до 13 млн.

Обеспокоенность мирового сообщества наличием и использованием воды демонстрируется тем, что на протяжении последней четверти XX и в начале XXI в. обеспечение водой населения Земли неоднократно обсуждалось на самых представительных международных форумах. На одном из них, проходившем в 2003 г. в Душанбе, 2005–2015 гг. объявлены десятилетием чистой природной воды. Решением конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г., 22 марта ежегодно отмечается как Всемирный день воды.