Расход воды на душу населения — один из основных показателей благосостояния народа. В Москве самый высокий в мире уровень потребления воды. И качество ее также занимает одно из первых мест. Если на жителя Лондона или Копенгагена приходится 250 л, Парижа — 450, то на каждого москвича — 700 л воды в сутки.
Об увеличении потребления воды говорят следующие цифры. В 1890 г. в Москве на одного человека расходовалось в сутки всего 11 л воды, в 1914 г. — 66, в 1922 г. — 119, в 1959 г. — 570, в 1979 г. — 700 л. Потребление воды на каждого жителя столицы продолжает увеличиваться. В перспективе суточное потребление воды возрастет до 1 тыс. л на человека.
Однако чрезвычайно важно не только количество воды, но и ее качество. Советские медики впервые установили предельно допустимые концентрации посторонних примесей в питьевой воде, которые вошли в государственный стандарт Советского Союза. Этот стандарт стал первым в Европе нормативом качества воды. Наш стандарт — самый строгий в мире, по нему контролируется качество водопроводной воды. Стандартная вода должна быть безопасной в эпидемическом отношении и безвредной по химическому составу.
В СССР в дополнение к ГОСТу на питьевую воду существует ГОСТ на выбор водоисточника, чего нет за рубежом и что обесценивает надежность водоснабжения.
Таблица 10. Нормативы хозяйственно-питьевого водопотребления
| Степень благоустройства районов жилой застройки | Водопотребление на одного человека, л/сут |
|---|---|
| Здания с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) | 30—50 |
| Здания с внутренним водопроводом и канализацией (без ванн) | 125—150 |
| Здания с водопроводом, канализацией, ваннами и водонагревателями, работающими на твердом топливе | 150—180 |
| То же, с газовыми нагревателями | 180—230 |
| Здания с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения | 275—400 |
Известно, что водопровод принес горожанам не только радость. В конце XVIII — начале XIX в. газеты всего мира сообщали трагические новости о вспышках эпидемии холеры и брюшного тифа во многих городах Европы. Выяснилось: причиной тому стал поток плохо очищенной или совсем не обеззараженной воды из водопровода.
В 1892 г. знаменитый бактериолог Роберт Кох сделал важное открытие. Если в миллилитре воды можно насчитать не более 100 безвредных бактерий, она не опасна. При таком голодном пайке болезнетворным микробам-паразитам не выжить. Но если критическая сотня преодолена, надо срочно бить тревогу. Кох впервые в мире дал объективный критерий оценки качества воды. Этим нормативом пользуются до настоящего времени.
Прямое определение болезнетворных микробов — дело весьма сложное и трудоемкое. Поэтому вопрос о доброкачественности воды в бактериальном отношении решают косвенным методом: путем определения количества кишечных палочек в 1 л воды. Кишечная палочка — это микроб, постоянно обитающий в кишечнике человека и животных. Кишечная палочка не является возбудителем какого-либо заболевания, она безвредна для человека. Однако ее присутствие в воде свидетельствует о загрязнении выделениями людей и животных и о возможности заражения воды болезнетворными бактериями.
Чем больше кишечных палочек находится в воде, тем больше вероятность одновременного присутствия в ней болезнетворных микробов. Если нет кишечных палочек или их очень мало, то в воде нет и других микробов, вызывающих инфекционные заболевания. Согласно ГОСТ 2874—73 в 1 л питьевой воды допускается не более трех кишечных палочек, т. е. так называемый коли-индекс должен быть не более 3. Обратная величина (количество кубических сантиметров воды, в котором находится одна кишечная палочка) называется коли-титром. Безупречная в бактериальном отношении вода должна иметь коли-титр не менее 300.
Большую роль при оценке качества питьевой воды играют ее органолептические свойства: запах, вкус, прозрачность и цветность, которые человек определяет с помощью органов чувств. Питьевая вода не должна иметь постороннего запаха, привкуса, мутности и цвета, даже если вещества, их вызывающие, сами по себе безвредны. Человек обладает защитной реакцией — чувством отвращения к воде с необычным запахом и вкусом.
Содержащиеся в природной воде взвешенные вещества портят ее вкус. Кроме того, они служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий. Поэтому нормы строго ограничивают содержание взвесей в воде. В водопроводной воде допускается их не более 1,5 мг/л.
В природной воде содержатся минеральные соли. Вода считается хорошей, если минерализация не превышает 1000 мг/л. Воды с большим содержанием солей относятся к соленым и не пригодны для питья. Очень малая минерализация воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает вкус воды, а лишенная солей (дистиллированная) вода вообще считается вредной. Она способна нанести здоровью человека непоправимый ущерб (нарушается пищеварение и деятельность внутренней секреции).
ГОСТ 2874—73 отличается от прежнего еще и тем, что выделяет в отдельную группу химические включения, которые раньше всего обнаруживают органы чувств — обоняние, зрение. Так, микрочастицы меди придают воде некоторую мутность, железа — красноту. Однако повышенное содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. После стирки в такой воде на тканях остаются ржавые пятна. Такие же пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах. Допустимое содержание железа в воде — до 0,3 мг/л.
В малых концентрациях медь обнаруживается в подземных водах. Она не является кумулятивным ядом. Концентрация меди 1,5 мг/л ощутима на привкус. Предельно допустимая концентрация принята на уровне 1 мг/л.
В природных подземных водах цинк встречается в небольших концентрациях. Суточная потребность цинка не превышает 18 мг. Хронические отравления цинком не известны. При концентрации цинка 30 мг/л вода приобретает молочный вид, при 10 мг/л — она мутная. Металлический привкус исчезает при 5 мг/л. Эта концентрация является предельно допустимой.
Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты), придающие воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, содержащая более 350 мг/л хлоридов и более 500 мг/л сульфатов, считается неблагоприятной для здоровья.
С содержанием в воде солей кальция и магния тесно связано другое ее качество — жесткость. Вода, сильно насыщенная солями, причиняет много неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, уменьшается их питательная ценность, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы, засоряет водопроводные трубы.
Высокая температура воздуха в жарком климатическом поясе приводит к усилению влагоотдачи внепочечным путем (потение, саливация), к обезвоживанию организма, а следовательно, и к повышению концентрации мочи, что, в свою очередь, может способствовать камнеобразованию. Вода повышенной жесткости распространена именно в южных районах страны. Эксперименты показали, что потребление жесткой питьевой воды животными, содержащимися в условиях повышенной температуры внешней среды (30°), вызывает еще большее увеличение камнеобразования у подопытных животных.
Избыточное содержание в питьевой воде солей кальция и магния нарушает каллоидно-кристаллоидное равновесие мочи и способствует возникновению мочекаменной болезни. В реальных жизненных условиях заболевание мочекаменной болезнью чаще всего, вероятно, вызывается не какой-либо одной причиной, а несколькими. Однако солевой состав питьевых вод — один из факторов, способствующих развитию этой болезни.
Таким образом, жесткость питьевой воды на уровне 7 мг*экв/л не вызывает возражений. Исследования показали, что употребление воды с жесткостью на уровне 7 и 10 мг*экв/л не оказывает влияния на липидный обмен при длительном введении холестерина и, следовательно, не может способствовать развитию атеросклеротических изменений артерий. Допустимый уровень общей жесткости равен 7 мг*экв/л (А. А. Гаголи, 1972 г.).
В природных подземных водах марганец содержится в виде бикарбонатов и других хорошо растворимых солей. Вместе с тем перманганат калия (KMnO4) применяют в практике водоснабжения как реагент: он хорошо устраняет посторонние привкусы и запахи, обусловленные различными органическими соединениями, а также снижает содержание железа и марганца. Перманганат калия употребляют и как альгицидное средство, обеспечивающее гибель водорослей, которые забивают фильтры или вызывают появление запахов и привкусов в воде. Помимо дезодорирующего и альгицидного действия, перманганат калия проявляет бактерицидный эффект.
В технологическом процессе семивалентный марганец переходит в двухвалентную и четырехвалентную форму. Четырехвалентный марганец практически нерастворим в воде и задерживается на фильтрационных установках, а остаточные количества двухвалентного марганца могут обнаруживаться в питьевой воде.
Изучение влияния семивалентного иона марганца на органолептические свойства воды вскрыло ведущий признак в этом отношении — изменение окраски воды. По этому признаку пороговой, определенной в столбе воды высотой 20 см, является концентрация перманганата калия 0,1 мг/л. При концентрации марганца в воде 0,5 мг/л опущенная в нее ткань после стирки приобретает слабо выраженный коричневый оттенок. При концентрации 0,1 и 0,05 мг/л разницы между контрольными и обработанными образцами ткани не было. Допустимое остаточное количество марганца в воде при полном переходе из семивалентного состояния в четырех- и двухвалентное и с учетом его неблагоприятного действия на белье не должно превышать 0,1 мг/л (по иону Mn).
Токсичность марганца не зависит от валентности иона. Недействующей концентрацией всех соединений марганца (по влиянию на здоровье людей) является концентрация 2 мг/л в пересчете на ион Mn. Более высокие концентрации марганца вызывают изменения со стороны высшей нервной деятельности, усиливают накопления фосфора в костях, уменьшая его выделения с мочой. Кроме этого, происходит снижение активности ферментов холинэстеразы и церулоплазмина крови. При цитогенетических исследованиях обнаружено увеличение процента митотической активности клеток костного мозга (C. А. Шиган, Б. Г. Витвицкая, 1971).