Литературный обзор. 
Выявление активного остаточного хлора в питьевой воде

Бактерицидное и вирулицидное действие хлора

Эффективность обеззараживания воды зависит от дозы и вида активного хлора, времени контакта с хлором, рН и температуры среды, наличия взвешенных частиц и органических веществ, исходной величины бактериальной загрязненности, резистентности (устойчивости к хлору) микроорганизмов и ряда других факторов.

Очевидно, что с увеличением дозы хлора, температуры и времени контакта эффект обеззараживания возрастает. Такое же влияние оказывает понижение рН среды, тщательное удаление из воды перед обеззараживание взвешенных и органических веществ. Следует обратить внимание на четкие указания исследователей на необходимость глубокого осветления питьевой воды (мутность не должна превышать 0,5 мг/л) перед обеззараживанием от вирусов и на резкое снижение вирулицидного действия хлора в противном случае.

Общепринято и зафиксировано в ГОСТ 2874–82, что необходимая степень обеззараживания (до? 3 кл/л) природных вод с бактериальным заражением 103−104 кл/л фекальных кишечных палочек достигается при дозах хлора, обеспечивающих через 30 мин. контакта наличие 0,3−0,5 мг/л свободного хлора или через 60 мин. 0,8−1,2 мг/л связанного хлора.

Однако, в настоящее время бактериальное загрязнение в открытых источниках доходит и до 106−107 кл/л. в этих случаях необходимо применять хлорирование послепереломными дозами хлора и коагулирование. Кроме того, необходимо тщательно поддерживать санитарный режим во всех очистных сооружениях (отстойниках, фильтрах, резервуарах и др.), что достигается постоянным наличием свободного хлора на уровне 0,7−1 мг/л.

В случае неблагоприятной эпидемической обстановки величина остаточного хлора в питьевой воде по указанию санитарно-эпидемиологической службы может быть повышена с целью глубокого обеззараживания и консервации воды в системах водоснабжения. В этом случае максимальный уровень остаточного хлора после резервуаров не должен превышать 2 мг/л, если хлор находится в связанной форме, и 1 мг/л — при его нахождении в свободной форме. При одновременном присутствии свободного и связанного хлора следует ориентироваться на ту форму остаточного хлора, которая превалирует.

Продолжительность работы с повышением содержанием остаточного хлора в воде устанавливается в зависимости от конкретной эпидемической обстановки. Однако следует учесть, что длительная эксплуатация водопроводных сооружений с повышенными концентрациями остаточного свободного хлора (в отличие от связанного) может привести к химической коррозии трубопроводов. В результате расхода свободного хлора на коррозийные процессы в ближайших точках водовода он будет отсутствовать в распределительной системе города. Поэтому в подобных ситуациях рекомендуется для связывания хлора и продления его действия проводить хлораммонизацию воды.

Действие хлора проявляется особенно сильно в течение первых 30 мин. контакта. При этом из патогенных микроорганизмов наиболее чувствительны к хлору возбудители брюшного тифа, дизентерии и холеры. Паратиф В, энтерококки, а также вирусы являются более резистентными. На споровые формы хлорирование при обычно применяемых дозах почти не действует.

В связи с участившимися случаями вирусных заболеваний, передающихся водным путем, необходимо обратить особое внимание на контроль за содержанием в очищенной питьевой воде бактериофага кишечной палочки в 1 л очищенной воды необходимо немедленно принять меры к повышению эффективности обеззараживания воды, а также по ее проверке на отсутствие вирусов гепатита А.

Степень удаления из воды поверхностных источников бактерий и вирусов находится в непосредственной зависимости от эффективности и полноты протекания процесса коагуляции (хорошей флокуляции взвесей и коллоидов и полноты удаления из воды остаточного алюминия и взвесей).

Наиболее часто эпидемии гепатита приурочены к осенне-зимнему периоду, когда коагуляция ухудшается, а бактерицидное и вирулицидное действие хлора, особенно связанного, резко падает.

Вследствие малых размеров вирус гепатита, А (0,027−0,04 мкм) имеет наибольшую возможность проскочить через фильтры водоочистных станций (т.к. его размеры в 100 раз меньше бактерии кишечной палочки, а его масса — почти в миллион раз!).

Вследствие наличия аммиака в осенне-зимний период в наших водоемах хлор часто находится в связанном состоянии и его воздействие на вирус гепатита, А может оказаться недостаточным.

Следует отметить, что осветление воды до норм ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая» (мутность 1,5 мг/л, остаточный алюминий — 0,5 мг/л) для эффективного удаления вируса гепатита, А является недостаточным. Так, американским ученым Хадсоном еще в 1962 г. были опубликованы данные о зависимости между мутностью подаваемой населению хлорированной воды и заболеваемостью инфекционным гепатитом. По его данным, собранным в 12 крупных городах США, заболеваемость гепатитом при мутности воды 0,15 мг/л составляла всего 3 человека на 100 тыс. населения, при 0,3 мг/л — уже 31 человек, а при 1 мг/л — 130 человек или в 43 раза больше.

Работами американских ученых еще в 1960 годы было показано, что недостаточно также и одного хлорирования и фильтрования поверхностной воды для предотвращения эпидемии гепатита. В то время как хлорирование (в соответствии с установленными нормами) полностью предупреждало заболеваемость брюшным типом и дизентерией, эпидемия гепатита, А развивалась.

Эти наблюдения подтверждает и наша практика. Таким образом, для эффективного удаления вируса гепатита, А необходимо не только использование всей бактерицидной силы свободного хлора в виде хлорноватистой кислоты HСlO, но и соблюдения рекомендаций по обеспечению эффективной коагуляции, сорбции вирусного загрязнения и его наиболее полного удаления из воды. Как известно, такие условия совпадают с условиями наиболее полного удаления из воды остаточного алюминия и гидроксида алюминия.

Для повышения бактерицидности и вирулицидности хлора необходимо:

• · добиться наличия в воде, поступающей на фильтры, 0,6−1,0 мг/л свободного хлора (контроль остаточного хлора по метилоранжу или по методу Пейлина) ;
• · добиться наличия в воде над фильтром 0,3−0,5 мг/л хлорноватистой кислоты в составе свободного хлора, что достигается пониженным рН до 6,8−7,2.

Сточные воды, даже прошедшие полную биологическую очистку, инфицированы в тысячи раз сильнее, чем природные. Так, после очистных сооружений в них содержатся 106−109 кл/л фекальной кишечной палочки.

Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения (СанПиН № 4630−88) запрещено сбрасывать в водные объекты сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний. Они могут сбрасываться только после очистки и обеззараживания до коли-индекса не более 1000 и индекса коли-фагов не более 1000 БОЕ/дм3.

В соответствии с требованиями органов Госсанэпиднадзора необходимо проводить пробное хлорирование очищенных сточных вод и опытным путем определять необходимую дозу хлора для обеспечения вышеуказанных нормативов.

Следует отметить, что эти нормативы не соблюдаются большинством наших очистных сооружений, а нормы СНиП 2.04.03−85 на расход хлора для обеззараживания сточных вод занижены.

Опыт эксплуатации аналогичных сооружений в США показал, что для достижения в 2 раза менее жесткого норматива (2.103 кл/л) необходимо 8−15 мг/л хлора при 30 мин. контакте, а не 3−5 мг/л, как это предусмотрено СНиП. Активная турбулизация хлорированной сточной жидкости в специальных реакторах позволяет значительно интенсифицировать процесс обеззараживания и уменьшить необходимые дозы хлора.