• 048 714 21 18
  • Курс валют
    euro - 33.60 (на 23.02.2018) - Afriso ESBE IMIT Duco
    usd   - 27.20 (на 23.02.2018) - Valtec, б/н уточняйте!
    другие ТМ - пересчет автоматический !!!
     
     
  • Регистрация
Ваша корзина пуста

Опасна ли вода из-под крана?

 


Вода вновь открывает рейтинг топ-10 глобальных проблем. За первый месяц наступившего 2015 года о ней уже успели поговорить на высшем уровне в рамках Всемирного Экономического Форума в Давосе и специального заседания ООН. Риторика неизменна – воды все меньше, а проблем с ней все больше.
Обеспечение человечества безопасной питьевой водой оказалось сложной и многофакторной задачей. Ее решение потребовало развития традиционных и создания новых методов и технологий. В процесс оказались вовлечены специалисты различных профилей – от химиков и экологов до программистов и экономистов из многочисленных исследовательских центров, университетов, международных корпораций и общественных организаций. Все это не обошло стороной и Украину, по-прежнему испытывающую острый дефицит качественной питьевой воды.

 

Причины водного кризиса

 

«Высокая обеспокоенность при незначительном прогрессе» – под таким заголовком прошла сессия Давосского форума, посвященная защите окружающей среды, в рамках секции Глобальные риски 2015. Форум стал очередным и наверняка не последним мероприятием, на котором тема водного кризиса заняла первую полосу.
Озвученная на форуме свежая статистика красноречиво прочит ухудшение нынешних позиций по всем направлениям. Потребность в воде превысит уровень устойчивого водопользования на 40% уже к 2030 году. Это поставит под угрозу уровень жизни следующего поколения и выведет на грань выживания регионы, где уже сегодня существует физический недостаток пресной воды. Причин для этого две – сельское хозяйство и энергетика, как наиболее водоемкие отрасли общественного производства.
Сейчас на сельское хозяйство приходится 70% общего водопотребления.В соответствии с прогнозом Мирового Банка, объем производства сельхоз продукции вырастет на 50% до 2030 года в связи с ростом населения, что приведет к соответствующему увеличению потребления воды.
 Каждый пищевой продукт имеет свою водоемкость, т.е. суммарный объем всех видов воды, необходимый для получения продукта в конечном виде. Так, например, водоемкость одного яблока составляет около 125 л, а килограмма шоколада – 17 000 л. Если рассмотреть рацион питания взрослого человека с учетом этих цифр, то становится понятным, почему сельское хозяйство считают наиболее влиятельным фактором водного кризиса.

Международное энергетическое агентство в свою очередь заявляет, что развитие проектов по выработке энергии потребует увеличения водоснабжения генерирующих объектов на 85% к 2035 году. Если посмотреть на соответствующие цифры, то становится очевидным, что без воды нет энергии. Вне конкуренции оказываются атомные электростанции, где вода играет роль рабочего тела при превращении энергии из тепловой в механическую.
Усугубляют водный кризис антропогенные катастрофы, последствия которых приводят к сокращению доступных водных ресурсов. Стоит хотя бы вспомнить две наиболее крупные за последнее время – аварию на атомной станции Фукусима и разлив нефти в Мексиканском заливе.
Эти три кита кризиса пресной воды развеивают сомнения относительно того, что пригодной воды на Земле становится все меньше, вопреки известному со школьной скамьи принципу круговорота, а ее стоимость вскоре превысит стоимость нефти.

 

Водные ресурсы

 

Деятельность человека и природные факторы ведут к непрерывному сокращению доступных пресноводных ресурсов. Несмотря на активную просветительскую деятельность, касающуюся рационального управления и защиты водных ресурсов, именно экономика и политикапродолжают определять объемы водопользования промышленных предприятий и коммунального сектора.
Не стоит забывать о том, что всего 2,5% водных ресурсов земли пресные, причем большая их часть – ледники, недоступные для использования. Фактически пригодными остаются подземные воды и сравнительно небольшой объем поверхностных водоемов.
Существует методика оценки доступных пресноводных ресурсов в каждой стране. Она учитывает объем выпадающих осадков, водотоков рек и трансграничных вод. Основной показатель водообеспеченности представляет собой суммарный возобновляемый в течении года объем пресной воды, отнесенный на одного жителя страны.
Если водопотребление превышает показатель обеспеченности водными ресурсами, страна использует воды больше, чем успевает возобновиться, и рискует оставить следующие поколения без жизненно необходимого продукта. Вот уже несколько десятков лет ООН ведет мониторинг этого показателя в 193 странах и публикует данные в открытом доступе. Разница в средней обеспеченности водными ресурсами между регионами колоссальна – от 50 м3/чел·год на Ближнем Востоке до 100 000 м3/чел·год в лесах Северной Америки.
Украина в этом списке занимает промежуточное положение. При водообеспеченности в 3066 м3/чел·год она не дотягивает до высокообеспеченных стран, а по показателю использования возобновляемых водных ресурсов 13,78% приближается к опасной грани водного кризиса.
Возобновляемые водные ресурсы подвержены целому ряду угроз, причина которых – человеческая деятельность. К ним относятся антропогенное загрязнение водоемов, изменения климата, урбанизация, смена ландшафтов, вырубка лесов и др. Это в значительной степени усложняет задачу удовлетворения стремительно растущих потребностей в чистой воде.
На сегодняшний день рассматриваются три основных пути решения проблемы ограниченности водных ресурсов – консервация, повторное использование и обессоливание. Консервация включает не только организацию водохранилищ, но и сбор ливневых вод для хозяйственного использования, закачку поверхностных вод в подземные горизонты с целью сохранения и перераспределение вод между бассейнами.
В ряде стран, особенно Ближнего Востока, уже сложилась практика повторного использования очищенной сточной воды для сельскохозяйственного и ландшафтного орошения, промышленного использования, возобновления ресурсов подземных вод, рекреационных и противопожарных целей, в качестве теплоносителя в контурах кондиционирования и для смыва в туалетах. Это в существенной мере снижает нагрузку на возобновляемые природные ресурсы.И хотя темпы прогресса в данной сфере неспешны, определенные результаты все же есть. Так, Ближний Восток постепенно застраивается заводами по обессоливанию воды, которые снабжают все большее число населения качественной питьевой водой.
Наряду с проблемой ограниченности водных ресурсов, не менее остро стоит вопрос их качества. По данным ООН на 2 февраля 2015 года, 80% мирового объема сточных вод сбрасывается без надлежащей очистки в окружающую среду, нанося непоправимый вред источникам водоснабжения. Эта проблема не чужда Украине, где более 90% загрязненных стоков дают водоканалы городов и промышленные предприятия горнодобывающего и металлургического комплексов.

 

Критерии качества

 

На сегодняшний день безопасной считается вода, качество которой отвечает критериям, соответствующим современному уровню развития науки и техники. В мире существуют сотни национальных и международных нормативных документов, содержащих различное количество показателей качества питьевой воды.
Следует отметить, что количество контролируемых показателей постоянно увеличивается, а их значения уменьшаются. Это связано, во-первых, с развитием возможностей аналитической химии, что позволяет определять в воде более низкие концентрации загрязнений, и во-вторых, с результатами токсико-химических исследований по изучению воздействия на организм человека различных примесей. Результаты этих исследований, как правило, влекут за собой не только увеличение числа контролируемых показателей, но и снижения допустимого уровня концентраций.
Так, в 2005 году уровень допустимой концентрации мышьяка в воде был снижен ВОЗ с 50 мкг/дм3 до 10 мкг/дм3. Другим примером может служить увеличение количества показателей в ДСанПИН 2.2.4-171-10, введенном в действие в Украине в 2010 году по сравнению с ГОСТом 2874-82 действующим ранее до 83.
Одним из основных факторов, вызывающих появление новых и ужесточение существующих критериев качества воды, является технический прогресс. Так, развитие фармацевтической отрасли привело к появлению в питьевой воде ранее не идентифицированных загрязнителей таких, как гормоны, антибиотики и другие фармпрепараты, компоненты косметических средств и др. В свою очередь, стремление современного человека к чистоте привело к существенному росту потребления различных моющих средств, попадание которых в сточные воды приводит не только к повышению содержания фосфатов в питьевой воде, но и к активному цветению водоемов. 
Как бы ни отличались географические, климатические,гидрогеологические условия, в различных странах требования к качеству воды в идеале должны быть идентичны и в обязательном порядке достигаться при подготовке питьевой воды.
Таким образом, безопасной можно считать воду, все показатели которой соответствуют критериям качества национальных и международных нормативных документов. В полной мере определить уровень безопасности воды можно только в специализированных лабораториях. Однако, существует возможность приблизительной оценки качества воды, с учетом особенностей источников ее поступления и методов подготовки.

 

Проблемы качества

 

Возвращаясь к международным событиям, нельзя не отметить, что основное внимание сегодня сконцентрировано на проблемах микробиологического качества воды. И это вполне обосновано, ведь скорость распространения инфекционных заболеваний через воду высока, а последствия для населения мгновенные и тяжелые.
ЮНИСЕФ сообщает, что по меньшей мере 1,8 млрд. жителей планеты использует в питьевых целях воду, загрязненную бытовыми стоками. Фекальное загрязнениеприводит к распространению кишечных инфекций и снижению трудоспособности экономически активного населения. В основном эта проблема касается развивающихся стран, где отсутствует эффективная централизованная система обеззараживания питьевой воды и отведения сточных вод.
Значительно в меньшей мере подвержены риску микробиологического заражения питьевой воды населенные пункты с локальными системами водоснабжения и водоотведения, однако инциденты с плачевными последствиями случаются и тут. Примером тому служит история, произошедшая в киевском микрорайоне Бортничи.
11 января 2015 года в СМИ появилась информация о массовом распространении кишечной инфекции в Бортничах. Уже через два дня была установлена причина бедствия – отклонение по микробиологическим показателям качества питьевой воды. Оперативная промывка и хлорирование водопроводной сети не решили проблему.
Устаревшая локальная система питьевого водоснабжения микрорайона питается от артезианских скважин, но самое главное – не предусматривает обеззараживания питьевой воды хлорированием. Вместе с тем, на территории микрорайона находится более 2 тыс. неконтролируемых выгребных ям и городская станция биологической очистки сточных вод.
Только через три недели с момента инцидента был снят запрет на использование в Бортничахводопроводной воды для питьевых нужд, приготовления пищи и купания. Ситуация благополучно разрешилась благодаря установке мобильных систем обеззараживания воды с применением гипохлорита натрия. Микрорайон вновь вернулся к прежнему быту, но решена ли проблема в масштабе страны? Очевидно - нет, ведь по состоянию на 2014 год на 30,9% украинских водоканалов отсутствуют установки обеззараживания воды.
О результатах свидетельствует официальная статистика. По данным «Национального доклада о качестве питьевой воды и состоянии питьевого водоснабжения в Украине за 2013 год», 13,8% проб воды из водоемов, используемых в питьевом водоснабжении, не соответствуют нормам по санитарно-бактериологическим показателям.
Из Национального доклада можно также узнать, что использование в технологии подготовки питьевой воды хлора, неэффективных коагулянтов и отсутствие угольных фильтров приводит к поступлению в питьевую воду значительного количества неорганических и органических загрязнителей, совместное действие которых на организм человека неблагоприятно сказывается на здоровье населения.
По мнению экспертов, составлявших отчет, питьевая вода из поверхностных водоемов потенциально небезопасна и в вирусном отношении, поскольку технология ее подготовки не гарантирует удаления вирусов.
Санитарно-эпидемиологическая служба Украины ежегодно отбирает и анализирует около 160 тыс. проб воды из систем централизованного водоснабжения. По официальным данным год назад более 6 000 проанализированных проб не соответствовали нормативу по бактериологическим показателям. В случае децентрализованных систем сел и поселков ситуация гораздо критичнее.
  
Стоит уделить внимание официальной оценке влияния качества питьевой воды на состояние здоровья и условия проживания населения в Украине, данной в Нацдокладе.

 

Нитратное загрязнение колодцев Украины по данным мониторингового проекта WaterNet

 

Несоответствие качества питьевой воды требуемым нормативам является одной из причин распространения таких заболеваний, как желчекаменная и язвенная болезнь желудка. В Карпатском, Днепровско-Приднепровском, на Полесье и в некоторых других регионах Украины в питьевой воде регистрируется недостаток микроэлементов – йода, цинка, меди и фтора, что влияет на развитие эндемических заболеваний.
Обнаруживаются также факты нитратного загрязнения грунтовых вод, приводящего к возникновению у детей водно-нитратной метгемоглобинемии и снижению общей резистентности организма. Хотя официальные данные о нитратном отравлении детей редко становятся достоянием общественности, за 2013 году известны два таких случая, произошедшие в Днепропетровской области.
Подтверждают официальные данные и результаты мониторинга качества питьевой воды «Что ты пьешь?», проводимого общественной организациейWaterNet. За 2014 год партнерскими лабораториями WaterNet было проанализировано 475 проб водопроводной воды, 2751 проб из артезианских скважин и 606 из колодцев. Из 3832 проб воды всего 12,7% соответствуют нормативам на питьевую воду по всем проанализированным показателям.

 

Вода до и после очистки

 

Сегодня главным резервным источником недостающей питьевой (и не только) воды являются моря и океаны. Чтобы превратиться в питьевую, морская вода должна быть обессолена. Для глубокого обессоливания воды используются, как правило, мембранные методы, о которых мы неоднократно писали на страницах нашего журнала (ВиВТ №3, 2014, ВиВТ №3 и 4, 2013). В процессе обессоливания морская вода заодно очищается от всех токсичных примесей и обеззараживается. Подобные решения нашли широкое применение в странах Ближнего Востока, островных государствах, странах Южной и Центральной Америки и др. Таким образом, проблему дефицита безопасной пресной воды можно было бы считать решенной за счет обессоливания морской, если бы не цена вопроса. Так, превращение 1 м3 морской воды в питьевую обходится в среднем в 1,5 $ , а кондиционирование пресной воды до уровня требований к питьевой обходится менее чем в 0,6 $/м3. Ну, и море не везде близко. Поэтому наиболее распространенными ресурсами получения безопасной питьевой воды по-прежнему являются пресные источники.
Как известно, существует три вида источников пресной воды – поверхностные, артезианские и колодезные, но для получения питьевой воды на централизованных станциях очистки, обычно, рассматривают только первые два.
Вода из поверхностных источников, как правило, характеризуется высоким содержанием природных органических веществ и микробиологических примесей, поэтому при ее подготовке для нужд питьевого водоснабжения особое внимание уделяется стадии обеззараживания, о чем мы не один раз писали (ВиВТ №2, 2013, ВиВТ №2, 2014).
Традиционные методы борьбы с микроорганизмами в питьевой воде, в частности хлорирование, имеют как  преимущества, так и недостатки. Но, не смотря на то, что в последнее время все чаще используют озонирование и УФ-обеззараживание, популярность хлора пока остается неизменной. Основной причиной является не только простота, дешевизна и достаточно высокая эффективность хлорирования, а также и то, что хлор единственный из известных и допущенных для применения в питьевом водоснабжении реагентов, обладает пролонгированным эффектом, необходимым для обеспечения безопасности воды при ее транспортировании по трубам. Все эти плюсы уравновешиваются одним существенным недостатком. При взаимодействии с примесями воды хлор-реагенты способны образовывать токсичные, канцерогенные и мутагенные вещества. Наиболее опасными из них являются продукты взаимодействия хлора с природными органическими веществами, в изобилии присутствующими в поверхностных источниках. Уже сейчас выделено более 30 различных хлор-производных, представляющих опасность для человека.  Разработаны и используются эффективные методы определения этих веществ в воде и их удаления, а также предпринимаются усилия по созданию альтернативных способов обеззараживания воды.
 В ДСанПИН 2.2.4-171-10 нормируются пока только 7 подобных показателей: хлороформ, дибромхлормэтан, тригалогенометаны, хлорфенол, 1,2 – дихлорэтан, тетрахлоуглерод, сумма трихлорэтилена и тетрахлорэтилена.  Это тем более странно, что именно вода рек Днепровского бассейна, которые снабжают более 60 % населения Украины питьевой водой, характеризуется одним из самых высоких в Европе содержанием природных органических веществ, из чего следует потенциальная опасность образования в водопроводной воде ППД различного состава.
Поскольку полностью отказаться от хлора пока не представляется возможным, в развитых странах используются различные решения для минимизации его воздействия на безопасность питьевой воды. С этой целью, применяют современные методы глубокого удаления органических веществ перед стадией обеззараживания воды (угольная адсорбция, интенсивная коагуляция, ультрафильтрация), а также комбинируют различные способы дезинфекции, например, УФ и пост-хлорирование или озонирование и пост-хлорирование – стараясь максимально уменьшить необходимую дозу хлора. Некоторые из этих технологий используются и в Украине, но к сожалению, в редких случаях. Например, на ряде водоканалов вместо хлор-газа переходят к применению гипохлорита натрия, что, конечно, является прогрессивным, поскольку повышает безопасность работы персонала, но практически не влияет на количество образующихся хлор-производных.
Артезианская вода обычно характеризуется низким содержанием органических веществ, но более высокимобщим солесодержанием, жесткостью и наличием микропримесей ионов металлов, в том числе токсичных (железо, марганец, свинец, ртуть). Традиционные методы централизованной водоподготовки не предназначены для удаления подобных примесей и являются малоэффективными. Использование артезианской воды непосредственно из скважины или из бювета тем более не может гарантировать ее безопасность.
Сегодня на территории Украины большинство водоканалов используют традиционную технологию очистки воды, а именно: грубое механическое фильтрование, коагуляцию, осветление, механическое фильтрование, пред- и пост дезинфекцию хлором или его производными.
Такая очистка позволяет существенно снизить содержание взвешенных веществ, на 60 % уменьшить цветность воды и содержание в ней природных органических веществ, а также дезинфицировать воду.  Однако, традиционная технология не обеспечивает снижение минерализации воды, содержания солей жесткости и удаление токсичных примесей. Ее применение является достаточно эффективным, если исходная вода не требует корректировки минерального состава, а содержание природных органических веществ в ней не высоко. При соблюдении всех технологических параметров качество очищенной воды в этом случае приближается к уровню безопасной, по крайней мере по тем критериям, которые на сегодняшний день контролируются лабораториями водоканалов. И самое главное, безопасность этой воды ими гарантируется.

Тем не менее, далее очищенная вода подается потребителю через металлический трубопровод не менее чем 40-50-летнего возраста, на стенках которого присутствует налет минеральных загрязнений толщиной от нескольких миллиметров до 10 сантиметров.  При транспортировании воды происходит ухудшение органолептических показателей, а также ее вторичное загрязнение примесями ионов жесткости, железа, марганца и др.   Исследования последних лет показали также рост содержания микроорганизмов и органических соединений, в том числе токсичных. В результате, из-под крана потребитель отбирает воду неизвестного состава, безопасность которой не гарантируется никем.
Таким образом, пресную воду после обработки на централизованных станциях с традиционной технологией водоочистки и транспортировки по металлическим трубам, долго находившимся в эксплуатации, сложно считать абсолютно безопасной, из какого бы источника водопотребления она ни поступала. Исходя из вышеприведенных соображений, такая вода требует дополнительной очистки, желательно, мембранными методами, которые не только обеспечат безопасность воды из-под крана при штатном режиме работы водоканала, но и смогут гарантировать надежную защиту от серьезных отравлений, вызванных непредвиденным попаданием сточных вод в питьевые источники, как это произошло в Бортничах.
 

 

К чему стремиться

 

Поскольку все мы стремимся к лучшей жизни, а на этом пути нужны правильные ориентиры, следует обратить внимание на водоподготовку и водоснабжение в европейских странах – Германии, Франции, Швеции, Норвегии, Финляндии, которые входят в десятку государств с наилучшим качеством питьевой воды в централизованном водоснабжении. Иными словами, жители этих стран без каких-либо опасений могут пить воду прямо из-под крана.
Как им это удалось и что для этого нужно делать?
В первую очередь, не смотря на большие затраты, все очистные сооружения и сети в этих странах были максимально реконструированы и модернизированы. Металлические трубы заменены на более прочные и безопасные полиэтиленовые. Кроме того были установлены и используются автоматизированные системы контроля трубопроводов, позволяющие своевременно выявлять и осуществлять их ремонт. Это обеспечило не только сохранение высокого качества воды при ее транспортировании, но и существенно снизило потери воды в водопроводных сетях. Так, для примера, потери воды в централизованном водоснабжении Германии не превышают 10 % , в Финляндии и Швеции – 17 %,  в Норвегии – 19%, тогда как в Украине эта цифра составляет 49 % (!).

Централльная водоочистная станция, Нешвиль, США. Производительность 110-330 млн. галлонов в день
Во-вторых, как уже было сказано, в развитых странах не экономят на эффективных  современных методах очистки воды. Так, для удаления природных органических веществ, как прекурсора к образованию токсичных ППД, используют интенсивную коагуляцию с применением высококачественных коагулянтов, адсорбцию на активированном угле, технологии интенсивного окисления, ультрафильтрацию и др. При обеззараживании воды наряду с хлором используют более безопасные методы озонирования и УФ-облучения. Кроме того, в ряде случаев (например, во Франции) применяются дорогостоящие мембранные методы (обратный осмос, нанофильтрация), которые доступны в Украине лишь индивидуальным потребителям.
Третий важный фактор – это очистка сточных вод. В европейских странах эффективная очистка и повторное использование сточных вод – важнейшая задача муниципальных и законодательных органов. Для того, чтобы предотвратить попадание загрязненных стоков в питьевую воду, используются многоступенчатые современные технологии очистки и обеззараживания воды, а также обезвреживания осадка. Качество очищенных стоков строго регулируется и систематически проверяется.
И наконец, в большинстве случаев, высокое качество воды в этих странах обеспечивают сами же потребители, оплачивая тарифы на водоснабжение и сборы за удаление сточных вод. Взамен потребителям предоставляются хорошая инфраструктура (сеть трубопроводов, подготовительные установки, зоны санитарной охраны водоемов), надежное водоснабжение, высокое качество питьевой воды. К слову, установленные в Украине тарифы не способны покрыть и минимальную долю затрат на модернизацию и реконструкцию действующих очистных сооружений. Вместе с тем, повысить тарифы, а тем более ввести оплату за отвод и очистку стоков, не позволяет низкая платежеспособность населения нашей страны.
Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что вопрос, вынесенный в заглавие публикации, носит для нас пока риторический характер.
Техническая возможность получить на него твердый положительный ответ безусловно существует. Однако, с учетом украинских реалий сегодняшнего дня лучше не забывать, что береженого Бог бережет, и использовать для питья воду, доочищенную на домашних фильтрах (желательно обратноосмотических), в вендинговых автоматах или бутилированную. А для того, чтобы из-под крана потекла действительно безопасная вода нужно еще очень много сделать – закончить воевать, искоренить коррупцию, восстановить к себе доверие мирового сообщества, получить кредиты и израсходовать их полностью на масштабную реконструкцию водоочистного хозяйства и водопроводных сетей.

 

А пока, как говорится, будем пить «Боржоми».