|
ЗАТВЕРДЖЕНО |
Методичні рекомендації
"Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезаражуванням води у системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору"
1. Загальні положення
1.1. Методичні рекомендації "Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезаражуванням води у системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору" (далі - методичні рекомендації) призначені для використання фахівцями державної санітарно-епідеміологічної служби при здійсненні державного санітарно-епідеміологічного нагляду за експлуатацією систем централізованого господарсько-питного водопостачання, а також можуть використовуватись іншими суб'єктами відносин у сфері питної води та питного водопостачання.
1.2. Проблема забезпечення населення України доброякісною питною водою надзвичайно гостра і зумовлена, насамперед, такими чинниками, як низьке питоме водозабезпечення територій, еколого-гігієнічні проблеми джерел питного водопостачання, відсутність сучасних технологій водопідготовки та відповідної нормативно-методичної документації.
Протягом останнього 10-річчя (1995 - 2004 роки) в Україні було офіційно зареєстровано 61 спалах гострих кишкових інфекцій, пов'язаних з водним фактором передачі збудника. Постраждало 8083 осіб, у тому числі - 50,2 % діти. За інтенсивністю епідемічного процесу найбільш масовими були спалахи ротавірусної інфекції - 40,5 % (3353 особи) від загальної кількості постраждалих та вірусного гепатиту А (далі - ВГА) - 34,8 % (2814 особи). Спалахи реєструвались на 17 адміністративних територіях усіх регіонів України. За 10 років кількість зареєстрованих випадків ВГА сягнула 550 тисяч осіб. Сумарні збитки тільки за цією патологією оцінюються у 3,19 млрд. грн. [1].
Враховуючи викладене, в Державних санітарних правилах і нормах "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання", затверджених наказом МОЗ від 23.12.96 N 383, зареєстрованим в Міністерстві юстиції України 15.04.97 за N 136/1940 (далі - ДСанПіН N 383-96), у порівнянні з ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством" (далі - ГОСТ 2874-82) передбачено суттєве доповнення переліку епідемічних показників безпеки питної води, що, зокрема, регламентують відсутність в ній вірусів.
Всесвітньою організацією охорони здоров'я визнано, що ефективне знезаражування води - це першочерговий захід водопідготовки, тому що: "Инфекционные болезни, вызванные патогенными бактериями, вирусами, простейшими или паразитарными агентами, являются наиболее типичными и широко распространенными факторами риска для здоровья, связанными с питьевой водой" [2].
1.3. Для реалізації гігієнічних вимог до якості питної води необхідно впровадити в практику водопідготовки сучасні ефективні технології очистки та знезаражування води.
Сучасні гігієнічні критерії оцінки знезаражування питної води полягають у наступному:
- безумовна ефективність бактерицидної дії по відношенню до вегетативних та спорових форм мікроорганізмів, вірусів, цист кишкових найпростіших тощо;
- наявність післядії, що визначає епідемічну надійність засобу (відсутність явища реактивації, ефективність знезаражування води по відношенню до вторинного мікробного забруднення);
- відсутність гігієнічно значущих змін фізико-хімічного складу та органолептичних властивостей обробленої води при збереженні показника її фізіологічної повноцінності;
- відсутність явищ деструкції та трансформації хімічного складу знезараженої води, її токсичної дії у найближчому та в далекому майбутньому на організм людини;
- наявність супровідних сприятливих ефектів (дезодорації, зниження каламутності, кольоровості, концентрації органічних та неорганічних забруднювачів та ін.) [3].
На сьогодні в Україні основним засобом знезаражування води централізованого господарсько-питного водопостачання є хлорування [4, 5, 6]. Результати наукових досліджень свідчать, що хлорування води, як метод знезаражування, має істотні недоліки, до яких, насамперед, відносять утворення токсичних хлорорганічних сполук, низьку віруліцидну та протозооцидну активність, формування хлоррезистентної мікрофлори [7 - 12].
Згідно з положеннями Закону України "Про питну воду та питне водопостачання" від 10.01.2002 N 2918-III одним із принципів державної політики у сфері питної води та питного водопостачання є: "Наближення вимог державних стандартів на питну воду, технологій виробництва питної води, а також засобів вимірювання і методів оцінки до відповідних стандартів, технологій, засобів і методів, прийнятих у Європейському Союзі".
Альтернативою хлору є діоксид хлору, який широко застосовують у країнах Європейського Союзу, США тощо. Знезаражена діоксидом вода відповідає сучасним гігієнічним вимогам [9 - 12].
1.4. В СРСР та в Україні, з метою підвищення ефективності знезараження та попередження утворення специфічних запахів у воді, використання діоксиду хлору рекомендовано "Инструкцией по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором при централизованном и местном водоснабжении", затвердженою заступником головного державного санітарного лікаря СРСР 25.11.67. На сьогодні цей спосіб знезараження води знаходить все більше застосування в практиці водопідготовки, що викликає необхідність посилення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за його впровадженням.
1.5. Методичні рекомендації щодо проведення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за знезаражуванням води у системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору розроблені в Україні вперше.
2. Фізико-хімічні властивості та токсикологічна характеристика діоксиду хлору
Діоксид хлору, оксид хлору (IV), двоокис хлору - ClO2, молярна маса 67,457 г/моль, при нормальних умовах - газ жовто-зеленого кольору, з різким запахом; температура кипіння +11° C, густина газу відносно повітря 2,326, окислювально-відновлювальний потенціал (ОВП) - 1,5 Вт; розчинність у воді при 25° C - 81,6 г/дм3 [12, 14].
Діоксид хлору при розчиненні у воді не гідролізується, залишається як молекулярно розчинений газ у інтервалі pH = 6 - 9, характерному для питної води, а у лужному середовищі (pH ? 11) протікає реакція окислювально-відновного диспропорціювання з утворенням хлоритів та хлоратів [12, 14].
Діоксид хлору - відносно нестійкий газ, його неможливо стиснути і перетворити в рідину, при об'ємній концентрації у повітрі ? 10 % може вибухнути.
Розчини діоксиду хлору з концентраціями 20 - 30 г/дм нестабільні; розбавлені розчини (до 1 г/дм3) відносно стійкі. Фактори, що впливають на стабільність цих розчинів, - pH, висока температура та дія світла [11, 12, 14].
На відміну від хлору діоксид хлору окислює органічні речовини з утворенням органічних сполук, що містять кисень (спирти, кетони, альдегіди та ін.), не утворює хлорорганічні речовини (ТГМ, хлорфеноли тощо), не реагує з аміаком та солями амонію з утворенням хлорамінів; не реагує з бромідами з утворенням броматів на відміну від озону [12, 14].
У процесі окислення та знезаражування діоксид хлору відновлюється до хлорит-аніону (ClO2-) та хлорид-аніону (Cl-); можливе утворення незначної кількості хлорат-аніону (ClO3-) та гіпохлорит-аніону (ClO-) [12, 14].
За даними ВООЗ рекомендована концентрація діоксиду хлору в питній воді не встановлена у зв'язку з його швидким розпадом. Тимчасово рекомендована величина для хлоритів (0,2 мг/дм3) забезпечує достатній захист від потенційної токсичності діоксиду хлору: "Эта величина рассматривается как временная, поскольку применение диоксида хлора в качестве обеззараживающего средства может приводить к превышению ориентировочной величины для хлорита, но трудности, связанные с соблюдением рекомендуемой величины, никогда не должны ставить под угрозу необходимое обеззараживание" [4].
Установлено, що пороговою концентрацією діоксиду хлору за впливом на запах води є 0,45 - 0,40 мг/дм3. Присмак інтенсивністю 1 - 2 бали виявляється при більш високих концентраціях цієї сполуки у воді [12].
В Україні для води об'єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування граничнодопустима концентрація (далі - ГДК) хлорит-аніонів складає 0,2 мг/дм3, хлорат-аніонів - 20 мг/дм3 [24].
Хлорит-аніони, що потрапляють із стічними водами до природних водоймищ, швидко відновлюються до хлорид-аніонів і тому безпечні для довкілля [12, 21].
За нормативами США (IBWA, FDA, EPA) для питної води концентрація залишкового діоксиду хлору та хлорит-аніону не повинна перевищувати 1,0 та 0,8 мг/дм3 відповідно [12, 25].
За рекомендаціями ВООЗ (2004 р.) [26] залишкові концентрації хлорит-аніону та хлорат-аніону не повинні перевищувати 0,7 мг/дм3.
Діоксид хлору (газ) - сполука 1-го класу небезпечності, ГДК у повітрі робочої зони складає 0,1 мг/м3 [7, 16].
3. Технологічні регламенти застосування діоксиду хлору для знезаражування питної води
Стандартний процес підготовки питної води, що застосовується на більшості підприємств (водоканалів), що готують воду централізованого господарсько-питного водопостачання, складається з передокислення, реагентної обробки, коагуляції, осадження, фільтрації через піщаний фільтр та кінцевого знезаражування (постзнезаражування) [7].
Діоксид хлору використовують у технології підготовки питної води як на стадії передокислення, так і на стадії постзнезаражування.
На стадії передокислення природної води діоксид хлору застосовують у концентраціях 0,5 - 5,0 мг/дм3, що покращує процес коагуляції, видаляє залізо та марганець, запобігає росту водоростей, забезпечує деструкцію деяких токсичних органічних речовин, не призводить до утворення в питній воді тригалогенметанів та інших хлорорганічних сполук [12 - 14].
Можливий надлишок хлоритів видаляють при фільтруванні через активоване вугілля або відновленням його до хлоридів при дозуванні у воду сульфітів, солей двовалентного заліза та інших відновлювачів [12, 14].
Для знезаражування води, що пройшла очистку, застосовують концентрації 0,1 - 0,5 мг/дм3, при яких залишкові концентрації хлоритів відповідають гігієнічним нормативам [11 - 14].
При знезаражуванні води діоксидом хлору залишкова концентрація реагенту 0,05 - 0,1 мг/дм3 після 15 - 30 хв. контакту забезпечує мікробіологічну якість води [12, 14].
Знезаражування води діоксидом хлору сприяє видаленню та запобігає утворенню біоплівок на внутрішній поверхні труб водорозподільних мереж значної довжини [17, 18], особливо враховуючи їх незадовільний санітарно-технічний стан [19, 20].
Для знезаражування води використовують комбіноване застосування діоксиду хлору з іншими окислювачами - озоном, хлором, що попереджує утворення хлоритів, тригалогенметанів, а також зменшує витрати реагентів [21 - 23].
Застосування діоксиду хлору для знезаражування води в технологічній схемі обробки води пов'язане з перевагами, які він має в порівнянні з газоподібним хлором [11, 12]:
- незалежність окислювально-відновлювального потенціалу від pH води;
- значно нижчі концентрації, необхідні для знезаражування води;
- висока біоцидна активність по відношенню до всіх форм мікроорганізмів, включаючи віруси, спори, цисти найпростіших, мікроводорості тощо;
- тривалий пролонгований бактерицидний ефект у водопровідних мережах;
- запобігання утворенню біоплівок та їх видалення у водопровідних мережах;
До колби для титрування об'ємом 250 см вносять 5 см3 буферного розчину, 5 см3 розчину ДФД, додають 1 г кристалічного КІ, потім 100 см3 води, що аналізується, перемішують, залишають на 2 хв. Титрують розчином солі Мору до зникнення червоного забарвлення розчину. Об'єм розчину солі Мору V2 еквівалентний вмісту залишкового хлору та 1/5 вмісту діоксиду хлору.
1.3. Визначення діоксиду хлору та хлоритів (титрування 3). При значеннях pH = 2 - 3 окислювальну дію на ДФД проявляють хлорит-аніони, що містяться у воді, яка аналізується, та утворені при попередньому титруванні. Протікає реакція
|
ClO2- + 4 H+ + 4 e- = Cl- + 2 H2O |
(3) |
До відтитрованого розчину (титрування 2) додають 2 см3 H2SO4, через 2 хв. додають 5 см3 розчину бікарбонату натрію. Продовжують титрування розчином солі Мору до зникнення червоного забарвлення розчину. Об'єм розчину солі Мору - V3 еквівалентний вмісту хлорит-аніонів та 4/5 вмісту діоксиду хлору у воді, що аналізується.
Таблиця 1
Розрахунок залишкових концентрацій сполук хлору (мг/дм)
|
Окислювач |
Формула розрахунку |
Молярна еквівалентна маса (Me), мг/ммоль |
|
Діоксид хлору (ClO2) |
5 V1 х Nсолі Мору х Me х 10 |
13,5 |
|
? залишкового хлору |
(V2 - V1) х Nсолі Мору х Me х 10 |
35,5 |
|
Хлорити (ClO2-) |
(V3 - 4 V1) х Nсолі Мору х Me х 10 |
16,86 |
Похибка вимірювань ± 5 %.
2. Колориметричний метод. Виміри проводять при довжині хвилі 515 нм і товщині кювети 1 см. Для цього необхідно калібрувати розчини відомих титрів сполук хлору в межах 0,05 - 4,0 мг/дм3 розбавленням розчинів, що містять 100 мг/дм3 сполук хлору.
Нижче наведена інформація щодо інших методів визначення в воді діоксиду хлору та його побічних продуктів (табл. 2).
Таблиця 2
Аналітичні методи контролю діоксиду хлору та його побічних продуктів
|
Назва методу |
ClO2 |
ClO2- |
ClO3- |
Cl2 |
Основне застосування |
Примітки, посилання |
|
Контроль продуктивності генераторів (концентровані розчини) |
||||||
|
Йодометричний |
так, > 200 мг/дм3 |
так |
так |
так |
всі |
[10, 12] |
|
Абсорбція при 445 нм |
так, 200 - 700 мг/дм3 |
ні |
ні |
ні |
всі |
селективний метод [10, 12] |
|
Контроль залишкових концентрацій окислювачів (розбавлені розчини) |
||||||
|
Фотометричний з хлор-феноловим червоним |
так, 0,02 - 0,7 мг/дм3 |
ні |
ні |
ні |
Питна вода, стічна |
Немає перешкод при звичайних концентраціях [10, 12] |
|
Фотометричний з хром-фіолетовою кислотою |
так, 0,1 - 1,5 мг/дм3 |
ні |
ні |
ні |
Питна вода, стічна |
Немає перешкод при звичайних концентраціях |
|
Титрометричний з ДФД |
так, 0,05 - 1,0 мг/дм3 |
так |
ні |
так |
Питна вода, стічна |
[10, 12, 27] |
|
Фотометричний з ДФД |
так, 0,1 - 1,0 мг/дм3 |
так |
ні |
так |
Питна вода, стічна |
[10, 12, 27] |
|
Амперометричний при pH = 7 |
так, 0,05 - 1,0 мг/дм3 |
ні |
ні |
так |
Питна вода |
Cl2 + 1/5 ClO2 [10, 12] |
|
Іонна хроматографія |
ні |
> 0,01 мг/дм3 |
> 0,03 мг/дм3 |
ні |
Питна вода, стічна |
Більш достовірний метод після дегазації ClO2 [28] |
|
Фотометричний з ортотолідином |
так, 0,05 - 1,0 мг/дм3 |
так |
ні |
так |
Питна вода, стічна |
У присутності хлоритів не застосовується [29] |
|
Фотометричний з тирозином |
так, 0,2 - 10 мг/дм3 |
ні |
ні |
так |
Питна вода, стічна |
[29] |
ЛІТЕРАТУРА
1. Світа В. Вода як фактор передачі збудників інфекційних захворювань // СЕС профілактична медицина. - 2005. - N 3. - С. 48 - 50.
2. ГОСТ 2874-82. "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством". - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1998. - С. 3 - 9.
3. ДСаПіН N 383-96 "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання". - Київ: МОЗ України - 1996. - 21 с.
4. Руководство по контролю качества питьевой воды // 2-е изд. - Том 1. Рекомендации. - Женева: Изд-во ВОЗ. - 1994. - 258 с.
5. Авчинников А. В., Жук Е. Г., Рахманин Ю. А., Михайлова Р. И. Методика комплексной гигиенической оценки комбинированных физико-химических способов обеззараживания воды // Тез. докл. IV Междунар. конгресса "Вода: экология и технология" (ЭКВАТЭК-2000). - М.: Сибико Инт. - 2000. - С. 735 - 736.
6. Руководство по гигиене водоснабжения / Под ред. С. Н. Черкинского. - М: Медицина, 1975. - 328 с.
7. Кульский Л. А. Основы химии и технологии воды. - Киев: Наукова думка, 1991. - 568 с.
8. СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - Государственный комитет СССР по делам строительства. - Москва, 1985. - С. 39 - 42.
9. Гончарук В. В., Потапченко Н. Г. Современное состояние проблемы обеззараживания воды // Химия и технология воды. - 1998. - Т. 20, N 2. - С. 190 - 213.
10. Гончарук В. В., Клименко Н. А., Савчина Л. А. и др. Современные проблемы технологии подготовки питьевой воды // Химия и технология воды. - 2006. - Т. 28, N 1. - С. 3 - 95.
11. Петренко Н. Ф. Гігієнічне обґрунтування застосування діоксиду хлору у технологіях водопідготовки. - Дис. ... канд. біол. наук. - 14.02.2001 - гігієна (біологічні науки). - Інститут гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзєєва АМН України, Київ, 2002.
12. Петренко Н. Ф., Мокиенко А. В. Диоксид хлора: применение в технологиях водоподготовки: Монография // Одесса: Изд-во "Optimum", 2005. - 486 с.
13. Прокопов В. А., Толстопятова Г. В., Мактаз Э. Д. Гигиенические аспекты применения диоксида хлора в питьевом водоснабжении // Химия и технология воды. - 1997. - Т. 19, N 3. - С. 275 - 288.
14. Chlorine dioxide Monograph. - Industrie Chimiche Caffaro. - 1997. - 92 p.
15. Инструкция по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором при централизованном и местном водоснабжении: N 723а-67: Утв. зам. Главного санитарного врача 25.11.67 / МЗ СССР. - М., 1969. - 17 с.
16. ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".
17. Mayack L. A., Soracco R. J., Wilde E. W., Pope D. H. Comparative effectiveness of chlorine and chlorine dioxide biocide regimes for biofouling control // Water Res. - 1984. - V. 18, N 5. - P. 593 - 599.
18. Gagnon G. A., Rand J. L., O'Leary K. C. et al. Disinfectant efficacy of chlorite and chlorine dioxide in drinking water biofilms // Water Res. - 2005 - V. 39, N 9. - P. 1809 - 1817.
19. Петросов В. А. Безопасность питьевого водоснабжения // Збірка доповідей Міжнародного конгресу "ЕТЕВК-2005". - 24 - 27 травня, м. Ялта, 2005 р. - С. 94 - 99.
20. Lehtola M. J., Miettinen I. T., Lampola T. et al. Pipeline materials modify the effectiveness of disinfectants in drinking water distribution systems // Water Res. - 2005. - V. 39, N 10. - P. 1962 - 1971.
21. Lykins B. W., Goodrich J. A., Hoff J. C. Concerns with using chlorine dioxide disinfection in the USA // Aqua. - 1990. - V. 39, N 6. - P. 376 - 386.
22. Bergeon Th., Cleret D., Zagoury J. et al. Postdesinfection de l'eau potable au dioxide de chlore. Qualire de l'eau distribuee et sous-produits d'oxydation // Eau. ind. nuisances. - 1997. - N 158. - P. 82 - 89.
23. Barbeau B., Desjardins R., Mysore C, Prvost M. Impacts of water quality on chlorine and chlorine dioxide efficacy in natural waters // Water Res. - 2005. - V. 39, N 10. - P. 2024 - 2033.
24. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. - N 2932-83. - М.: МЗ СССР. - 1983. - 61 с.
25. Зуев Е. Т., Фомин Г. С. Питьевая и минеральная вода. Требования мировых и европейских стандартов к качеству и безопасности. - Москва: "Протектор", 2003. - 320 с.
26. Guidelines for drinking water quality.- The 3nd ed.. - Vol. 1. Recommendations. - World Health Organisation. - Geneva. - 2004. - 495 p.
27. ДСТУ ISO 7393-1-2003 "Якість води. Визначення незв'язного хлору та загального хлору. Частина 1. Титрометричний метод із застосуванням N,N-діетил-1,4-фенілендіаміну (ISO 7393-1:1985, IDT)". - Каталог нормативних документів 2007. Том 1. Держспоживстандарт України.
28. ДСТУ ISO 10304-4-2003 "Якість води. Визначення розчинених аніонів методом рідинного іонного хроматографування. Частина 4. Визначення хлорату, хлориду і хлориту у воді з низьким рівнем забрудненності (ISO 10304-4:1997, IDT)". - Каталог нормативних документів 2007. Том 1. Держспоживстандарт України.
29. Унифицированные методы исследования качества вод. СЭВ. Часть 1 // Методы химического анализа вод. - М., 1987. - 830 с.
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ
НАКАЗ
від 30 липня 2007 року N 430
Про затвердження методичних рекомендацій "Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезаражуванням води у системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору"
Відповідно до статті 40 Закону України "Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення", з метою науково-методичного забезпечення державного санітарно-епідеміологічного нагляду наказую:
1. Затвердити методичні рекомендації "Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезаражуванням води у системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору" (додаються).
2. Департаменту державного санітарно-епідеміологічного нагляду (Пономаренко А. М.) ці методичні рекомендації довести до відома керівників установ і закладів державної санітарно-епідеміологічної служби, міністерств, інших центральних органів виконавчої влади в установленому порядку.
3. Контроль за виконанням наказу покласти на директора Департаменту державного санітарно-епідеміологічного нагляду Пономаренка А. М.
|
Перший заступник Міністра, |
|