Открытые (поверхностные) источники водоснабжения. Зоны сапробности. Самоочищение водоёмов.

Источниками водоснабжения могут быть атмосферные, подземные и поверхностные воды.

Поверхностные воды стекают по естественным уклонам к более пониженным местам, образуя проточные и непроточные водоемы: ручьи, реки, проточные и непроточные озера. Открытые водоемы питаются не только атмосферными, но частично и подземными водами.

Открытые водоемы подвержены загрязнению извне, поэтому с эпидемиологической точки зрения все открытые водоемы в большей или меньшей степени потенциально опасны. Особенно сильно загрязняется вода в участках водоема, лежащих у населенных пунктов и в местах спуска сточных вод. В водоемах со стоячей водой или с незначительным течением часто наблюдается цветение воды, т. е. массовое развитие планктона или зеленых водорослей. Поверхностные воды слабо минерализованы, мягкие, но в непроточных озерах и водохранилищах концентрация солей может быть значительно увеличена вследствие испарения воды, особенно в условиях жаркого климата. Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона и даже погоды, например, после выпадения осадков.

Сапробность – комплексное понятие уровня загрязненности водоема, включающее изменения количественного и качественного состава микроорганизмов при содержании органических веществ в определенной концентрации и степени минерализации.

Различают полисапробные, мезосапробные и олигосапробные зоны.

Полисапробные зоны (зоны сильного загрязнения) содержат большое количество органических веществ при поступлении в водоем канализационных стоков, сточных вод промышленных и сельскохозяйственных производств. Численность микроорганизмов в полисапробных зонах велика, но ввиду почти полного отсутствия кислорода видовой состав ограничен в основном анаэробными бактериями, на поверхности водоемов могут присутствовать плесневые грибы. Основные процессы – минерализация растительных и животных остатков и брожения целлюлозы и иных углеводов с выделением сероводорода, аммиака, диоксида углерода и др. Количество микроорганизмов в этой зоне достигает 2-4 млн КОЕ/мл и более.

Мезосапробные зоны (зоны умеренного загрязнения) характеризуются преобладанием окислительных процессов. Качественный состав микроорганизмов разнообразен – от анаэробных до облигатно аэробных. Присутствуют клостридии, псевдомонады, микобактерии, нитрификаторы, появляются цианобактерии. Общее количество микроорганизмов – сотни тысяч КОЕ/ мл.

Олигосапробные зоны (зоны чистой воды) характеризуются небольшим содержанием органических соединений. Качественный состав микробоценоза приближается к собственно водной микрофлоре, содержание бактерий – от 10 до 100 КОЕ/мл. Примером олиготрофных водоемов служат горные озера, оз.Байкал, оз.Ладожское, оз.Онежское в отсутствие антропогенного загрязнения.

Самоочищение водоемов

Несмотря на почти непрерывное поступление разнообразных загрязнений в открытые водоемы в большинстве из них прогрессирующего ухудшения качества воды не наблюдается. Это происходит потому, что многообразные физико-химические и биологические процессы ведут к «самоочищению» водоема от взвешенных частиц, органических веществ, микроорганизмов и других видов загрязнений.

При поступлении сточных вод в водоем происходит их разбавление. Затем взвешенные минеральные и органические частицы, яйца гельминтов и микроорганизмы частично осаждаются, вода осветляется и становится прозрачной.

Попавшие в воду растворенные органические вещества минерализуются за счет жизнедеятельности населяющих водоем микроорганизмов. Процессы биохимического окисления заканчиваются нитрификацией с образованием конечных продуктов – нитратов, карбонатов, сульфатов и т. д. Для биохимического окисления органических веществ необходимо наличие в воде растворенного кислорода, запасы которого по мере расхода восстанавливаются за счет диффузии из атмосферы. В чистых водоемах насыщение воды кислородом превышает 50%. Ледяной покров, затрудняющий реаэрацию воды, отрицательно сказывается на

самоочищении.

В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных микроорганизмов. Они погибают вследствие обеднения воды питательными веществами, бактерицидного действия солнечных лучей, бактериофагов и антибиотиков, выделяемых сапрофитами, и от других факторов.

Ценным показателем степени загрязненности воды органическими веществами и интенсивности процессов самоочищения является биохимическое потребление кислорода (сокращенно – БПК) – БПК – это количество кислорода, необходимое для полного биохимического окисления веществ, содержащихся в 1 л воды, при температуре 200С. Чем значительнее загрязнена вода, тем больше ее БПК. Так как определение БПК длительно – до 20 суток, то в санитарной практике часто ограничиваются определением БПК5, т.е. биохимического потребления кислорода 1 л воды в течение 5 суток. Для природных вод БПК5 составляет примерно 70% от полного БПК.

Способность водоема самоочищаться имеет пределы. У небольших и особенно непроточных водоемов способность к самоочищению невелика. При необходимости использовать открытый водоем для водоснабжения следует, во-первых, отдать предпочтение крупным и проточным незарегулированным водоемам, во-вторых, охранять водоем от загрязнения бытовыми и промышленными сточными водами и, в-третьих, надежно обеззараживать воду.

При выборе источников водоснабжения в первую очередь ориентируются на напорные, межпластовые – артезианские воды. При невозможности их использования изыскивают другие в следующем порядке: а) межпластовые безнапорные воды, в том числе родниковые; б) грунтовые воды; в) открытые водоемы.