Табл. 1. Качественные показатели воды
В настоящее время качество питьевой воды на территории Российской Федерации определяется основным нормативным документом СанПиН 2.1.4.1074–01 [1], в котором приведены значения предельно-допустимых концентраций (то есть ПДК) загрязняющих веществ, содержащихся в питьевой воде. Все загрязняющие вещества нормируются по органолептическому или санитарно-токсикологическому показателю вредности и делятся на четыре класса опасности (1-й, 2-й, 3-й и 4-й).
Согласно пункту 3.4.4 [1], при обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к первому и второму классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому показателю вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК не должна быть больше 1. Расчет ведется по формуле:
где Сnфакт — фактическая концентрация n-го химического вещества 1-го или 2-го класса опасности; ПДКn — предельно допустимая концентрация n-го химического вещества 1-го или 2-го класса опасности. Определение концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в природной или водопроводной воде, производится в специализированных аттестованных или аккредитованных лабораториях.
По результатам анализов на каждую пробу (образец) воды оформляется специальный протокол, в котором указываются загрязняющие вещества, обнаруженные в воде, и их количественные характеристики. В заключении отмечается, что образец воды, представленный на анализ, соответствует или не соответствует требованиям [1], и перечисляются показатели со сверхнормативными концентрациями. При этом проверка по формуле (1) не проводится. Формирование схемы водоподготовки осуществляется специализированными технологическими, проектными или монтажными организациями на основе протокола исследований воды и требуемых объемов водопотребления.
При этом, как правило, корректировке подлежат только показатели качества воды со сверхнормативными значениями, а условие (1) вообще не учитывается. Таким образом, существует возможность выбора технологической схемы водоподготовки, не отвечающей современным нормативным требованиям. Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1. Требуется определить необходимость очистки подземных вод, качественные показатели которых представлены в табл. 1 (графа 3). Назначение — хозяйственно-питьевое водоснабжение. Анализ всех данных, представленных в табл. 1, показал, что концентрации всех загрязнений, обнаруженных в воде, не превышают своих ПДК, на основании чего региональным испытательным лабораторным центром было выдано заключение о соответствии пробы (образца) природной воды, доставленной на исследование, действующим нормативам [1, 2], то есть очистка данной воды для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения не требуется.
Вместе с тем, если принять во внимание пункт 3.4.4 [1] и условие (1), а также данные, приведенные в табл. 1 (графы № 3 и № 5–8), то можно отметить, что в воде присутствуют четыре вещества, относящиеся ко второму классу опасности и нормируемые по санитарно-токсикологическому показателю вредности. Сумма отношений концентраций этих веществ к ПДК составляет 1,459, что больше 1, то есть условие (1) не выполняется. Для выполнения пункта 3.4.4 [1] и условия (1) требуется снижение концентрации кремния в питьевой воде, что может быть реализовано путем использования различных специальных методов подготовки воды, таких как известкование, сорбция гидроксидами железа, алюминия или магния, фильтрование через магнезиальный сорбент, ионный обмен и электрокоагулирование [3].
Содержание фторидов в воде на уровне 1,25 мг/л является оптимальным и в корректировке не нуждается. Вывод — несмотря на то, что значения загрязняющих веществ природной воды, используемой в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения, не превышают соответствующих ПДК, потребление ее возможно только после очистки от соединений кремния.
Пример 2. Необходимо проверить соответствие выбранной технологической схемы водоподготовки условию (1). Качественные показатели воды приведены в табл. 1 (графа 4). Вода из подземных водоносных горизонтов не соответствует требованиям [1], предъявляемым к питьевой воде, по двум показателям: запах и железо общее, что отмечено в заключении лаборатории.
Поэтому для очистки такой воды может быть предложена одна из следующих схем водоподготовки: в виде одной ступени обезжелезивания (обезжелезивание, обезжелезивание с предварительной аэрацией, обезжелезивание с регенерацией с использованием реагента); в виде комплекса предварительного дозирования окислителя, первой ступени — обезжелезивания и второй ступени — сорбции.
Кроме того, анализируя данные, представленные в табл. 1 (графы №№ 4–7, 9), следует отметить, что в воде также присутствуют четыре вещества, относящиеся ко второму классу опасности и нормируемые по санитарно-токсикологическому показателю вредности. Сумма отношений концентраций этих веществ к ПДК составляет 2,068, что больше 1, то есть получается, что условие (1) также не выполняется.
Для выполнения условия (1) необходимо после обезжелезивания воды произвести ее дополнительную очистку от бора, стронция и бария. В качестве одного из способов дополнительной комплексной очистки может быть предложен обратный осмос. Но при этом и концентрации всех остальных элементов, присутствующих в воде, включая фтор, резко снизятся и станут меньше не только величин ПДК для питьевой воды [1], но и нормативов физиологической полноценности питьевой воды [4].
Вывод: технологическая схема очистки воды должна включать не только обязательную ступень дезодорации и обезжелезивания, но и дополнительную ступень комплексной очистки, например, обратный осмос. Несмотря на различия в качестве природных вод, рассмотренных в примерах 1 и 2, они обладают одним общим свойством: содержание фторидов в них близко к значению ПДК = 1,5 мг/л, что является одним из важнейших показателей физиологически полноценной питьевой воды [4]. С другой стороны, именно достаточное содержание фторидов является основной причиной невыполнения условия (1) как в примере 1, так и в примере 2. Вклад фторидов в Σ(Cn/ПДКn) составляет 57,1 % в примере 1 и 46,9 % — в примере 2. Исключение показателя «фториды» из условия (1) привело бы к оптимальной структуре технологических схем водоподготовки в обоих примерах.
Выводы
Приведенные в статьи выкладки позволяют сделать ряд выводов. Нормативное требование (1) о том, что «…при обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к первому и второму классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому показателю вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК не должна быть больше 1…», не учитывается ни при подготовке заключения по качеству природной воды, ни при формировании технологической схемы водоподготовки. При соблюдении нормативного требования (1) в технологическую схему водоподготовки могут быть включены дополнительные ступени очистки, снижающие физиологическую полноценность питьевой воды.
Исключение из нормативного требования (1) [1] показателя «фториды» позволит сохранить физиологическую полезность питьевой воды и оптимизировать структуру технологической схемы водоподготовки.
