Вода - це
рідина без запаху, смаку, кольору; найпоширеніше природне з'єднання.
За фізико-хімічними властивостями В. відрізняється аномальним характером констант, які визначають багато фізичні та біологічні процеси на Землі. Щільність В. зростає в інтервалі 100-4 °, при подальшому охолодженні зменшується, а при замерзанні стрибкоподібно падає. Тому в річках і озерах лід як більш легкий розташовується на поверхні, створюючи необхідні умови для збереження життя в водних екологічних системах. Морська В. перетворюється на лід, не досягаючи найбільшої щільності, тому в морях відбувається більш інтенсивне вертикальне перемішування води.
Теплоємність В. змінюється нелінійно: вона досягає найменших значень при температурі близько 37 °, коли метаболічні реакції в організмі найбільш інтенсивні. Висока діелектрична постійна В пояснює причину її значною іонізуючої сили. В. - слабкий провідник електричного струму, її електропровідність збільшується при наявності розчинених солей, що дозволяє визначити концентрацію солей по величинам питомої провідності. Висока стійкість молекул В. в поєднанні з електричними характеристиками робить її універсальним розчинником, тому в ній завжди виявляються численні хімічні сполуки (в природному В. міститься велика частина хімічних елементів таблиці Д.І. Менделєєва). Промислова діяльність людини призводить до появи в В. ряду органічних і неорганічних сполук, що визначає необхідність гігієнічного контролю за їх кількістю. Багато, особливо В. порівняно з близькими за будовою речовинами пояснюються будовою її молекули, найменшою з трьохатомних молекул, і структурою просторової сітки водневих зв'язків.
Різноманітність властивостей В. визначається її різним ізотопним складом. Крім трьох ізотопів водню (проти, дейтерій. Тритій) відомі 8 ізотопів кисню. Теоретично число ізотопних різновидів В. може становити 48, але з них лише 9 стійкі. У важкій воді (D2 O) пригнічується біологічна активність живих організмів: мікроби гинуть, насіння рослин не проростають, порушується розвиток тварин. В 1 т річкової води міститься до 150 г важкої В. в океанській - до 165 м в озерної - до 170 м В дощової В. важкої В. більше, ніж в снігу. Спроби віднести В. в якій міститься велика кількість D2 O, до розряду мертвої води не отримали переконливих доказів. Структурою і складом намагалися також пояснити феномен «живої води». Так, деякі дослідники вважають, що тала В. прискорює біологічні процеси. Однак експериментальних доказів залежності біологічних властивостей В. від її молекулярної структури в літературі немає. При магнітної обробки В. змінюється розчинність деяких оксидів металів. Це знайшло практичне застосування при підготовці В. для гарячого водопостачання.
За кількістю розчинених неорганічних солей В. ділять на маломінералізовані (до 100 мг / л), помірно мінералізовану (100 мг - 1 г / л) і високоміне-ралізованного, або солонувату (1-25 г / л), солону (25-50 г / л).
В умовах помірного клімату людина споживає 1,5 л води на добу, а з урахуванням її змісту в харчових продуктах, соках, напоях - 2,5-3 л. При фізичній роботі середньої тяжкості в помірному кліматі водоспоживання становить 4 л. в жаркому - 5-6 л. в гарячих цехах або в умовах пустелі - до 11 л в 1 сут. Загальна кількість В. необхідне для 1 жителя в добу, залежить не тільки від клімату, але і від ступеня благоустрою населеного пункту, культурного рівня населення, традицій та ін. (Див. Водопостачання).
Склад і властивості В. залежать в першу чергу від умов її формування. У біосфері, в процесі кругообігу В. її хімічний склад може суттєво змінюватися При формуванні підземних вод, в залежності від складу водоносних горизонтів В. включає в себе різні розчинні мінеральні солі та мікроелементи природного походження. Можливе забруднення підземних вод виробничими відходами тваринницьких ферм в результаті фільтрації з накопичувачів стічних вод або закачування промислових стічних вод у глибокі підземні горизонти.
Згідно з гігієнічними вимогами до якості питної В. вона повинна бути безпечною в епідемічному відношенні, нешкідлива за хімічним складом і мати задовільними органолептичними властивостями. При гігієнічній оцінці якості В. використовують такі показники: наявність патогенних мікроорганізмів і збудників паразитарних захворювань; концентрація хімічних речовин, і т.ч. радіоактивних; зміна органолептичних властивостей (наявність запаху, присмаку, забарвлення, поява піни, плівки, каламутності).
Показником якості В. у водному об'єкті служить санітарний режим водойм, який визначається процесами природного самоочищення. Порушення інтенсивності і спрямованості цього процесу під впливом забруднюючих речовин може привести до зміни умов розвитку і відмирання патогенної для людини мікрофлори, а також водно-екологічних систем, які беруть участь в деструкції і мінералізації органічних сполук біогенного і антропогенного походження. Наслідком цього може бути заростання водного об'єкта різними рослинами або погіршення кисневого режиму і органолептичних властивостей води, а також зміна зовнішнього вигляду водного об'єкта - поява плаваючих домішок, евтрофірованіе ( «цвітіння») води, біологічне обростання берегів і дна. При знижених температурах в зимовий період інтенсивність процесів природного самоочищення різко падає, і тому особливо несприятливим вважається підлідної надходження стічних вод у водні об'єкти.
Широко відомі численні випадки епідемій водного походження (тіфопаратіфозних захворювань, дизентерії, холери, лептоспірозів, вірусного гепатиту, туляремії та захворювань, що викликаються ентеровірусів). Через В. відбувається зараження гельмінтами і найпростішими (амебами, лямбліями). Зараження відбувається при питті В. або контакті з нею через пошкоджену (лептоспіри) або неушкоджену (церкарии, шистосоми) шкіру. Споживання питної В. містить хімічні речовини в підвищених концентраціях, призводить до захворювань. наприклад, при утриманні в В. фтору вище 1,5 мг / л виникає флюороз. при утриманні нітратів у воді вище 45 мг / л нітратна метгемоглобінемія. або токсичний ціаноз. особливо у дітей до 1 року; з підвищеною мінералізацією В. пов'язаний розвиток сечокам'яної хвороби. Відомі випадки порушення стану здоров'я через споживання В. містить також високі концентрації миш'яку, стронцію, свинцю, бору, хрому та ін.
Найбільшу небезпеку становлять надходять в В. токсичні речовини промислового походження: важкі метали, пестициди. хлор і азотовмісні сполуки, мінеральні добрива. Така небезпека виникає не тільки при використанні В. для пиття, але і за рахунок здатності токсичних речовин накопичуватися в гідробіонтах, рослинах і послідовно через харчові ланцюжки надходити в організм людини. Доведено можливість проникнення жиророзчинних хімічних речовин через неушкоджену шкіру при купанні, особливо у дітей. Деякі присутні в В. хімічні речовини викликають роздратування шкіри і слизових оболонок.
Незадовільні органолептичні властивості В. можуть бути причиною обмеження водокористування або повної відмови від вживання такої В. для пиття, приготування їжі, миття, прання білизни. Порушення органолептичних властивостей В. (сторонні запахи, присмак, забарвлення. Наявність піни, плівки на поверхні, посилення каламутності і ін.) Обумовлюється її забрудненням різними хімічними речовинами, багато з яких нешкідливі для людини, розкладанням органічних речовин (водоростей і ін.) При «цвітінні» водних об'єктів або зміною структури і властивостей речовини в процесі підготовки В. для цілей водопостачання. Розвиток атомної промисловості зажадало підвищеної уваги до оцінки небезпеки забруднення В. радіонуклідами, особливо довгоживучими. Так само як і токсичні речовини, вони можуть накопичуватися у водному середовищі і в ланках харчових ланцюгів.
Прямим критерієм безпеки питної В. в епідемічному відношенні є відсутність в ній патогенних мікроорганізмів. Однак пряме визначення в В. патогенної флори - складна в технічному відношенні завдання, тому використовуються непрямі показники її якості. Вони засновані на встановленої при епідеміологічних спостереженнях зв'язку між кількістю мікроорганізмів-сапрофітів і забрудненням В. збудниками кишкових захворювань. До таких показників відносяться загальна кількість мікроорганізмів, які визначаються в 1 мл води при вирощуванні на поживному середовищі (не повинен перевищувати 100 в 1 мл), а також кількість кишкових паличок: колі-індекс - кількість кишкових паличок в 1 л води (не більше 3) , або коли-титр, тобто кількість води в мілілітрах, в якому міститься тільки 1 кишкова паличка (не менше 300 мл). Однак кишкова паличка не завжди може служити санітарним показником при контролі ефективності очищення води, зокрема від вірусних забруднень, тому в залежності від санітарно-епідемічної обстановки може проводитися пряме визначення вірусної мікрофлори.
Організація централізованого господарсько-питного водопостачання є ефективним заходом щодо профілактики кишкових інфекцій водного походження. Якщо за допомогою щеплень вдається зменшити захворюваність на черевний тиф в 5-8 разів, то при правильній організації водопостачання захворюваність знижується в 8-12 разів. Знезараження. тобто звільнення В. від патогенної мікрофлори хімічними і фізичними способами, може проводитися шляхом хлорування, озонування, обробки В. за допомогою УФ-опромінення, ультразвуку та ін. Найбільш часто застосовується хлорування В. - введення в неї хлору у вигляді газу, хлорного вапна, хлораміну і інших її похідних. Хлор відноситься до найбільш активним окислювача і дезінфектантів, його знезаражуючий ефект пояснюється придушенням активності ферментів, необхідних для життєдіяльності патогенних мікроорганізмів. Знезараження хлором передбачає застосування дози, що перевищує хлорпоглощаемость В. Різницю між кількістю введеного хлору і хлорпоглощаемостью В. (кількістю прореагировавшего хлору) називають залишковим хлором (оптимальна його концентрація після 30-хвилинного контакту в межах 0,3-0,5 мг / л). При використанні хлору і наявності в В. гумінових сполук, фульвокислот та деяких інших органічних речовин можуть утворюватися галогенсодержащие органічні сполуки. Типовим їх представником є хлороформ. Деякі з цих речовин мають слабку онкогенної активністю, але зазвичай вони утворюються в малих кількостях (в микрограммах на 1 л).
При необхідності знизити кількість хлору в Ст застосовують методи дехлорування - реагентні (гипосульфит натрію, тіосульфіт натрію, залізний купорос, сірчистий газ) або безреагентниє (активоване вугілля і кокс).
Знезараження В. проводиться також УФ-опроміненням. Це фізичний безреагентний метод, заснований на впливі біологічно активної частини УФ-випромінювання на мікроорганізми. Його джерела (ртутно-кварцові лампи) використовують в установках зануреного і незануреному типів. Менш поширені методи знезараження В. ультразвуком, іонами срібла та ін. Одним з перспективних методів знезараження питної В. є її озонування.
Методи знешкодження В. спрямовані, в першу чергу, на видалення солей або газів природного походження, що знаходяться в ній в надмірній кількості (наприклад, знезалізнення, пом'якшення, видалення надлишку марганцю, сірководню, метану, обесфторіваніе і ін.). В окремих випадках це здійснюється додаванням активованого вугілля, а знешкодження невеликих кількостей В. досягається за допомогою іонно-обмінних смол і мембранних методів. Для зниження вмісту в В. галогенсодержащих речовин ефективні її аммонізаціей, додаткова коагуляція. аерація і фільтрація через гранульованим активоване вугілля.
У природних водах концентрація заліза коливається від сотих часток до десятків міліграмів на 1 л. У підземних водах містяться солі двовалентного заліза, в поверхневих водах - у вигляді колоїдних і тонкодисперсних суспензій гуматов, оксидів заліза і ін. Оскільки концентрація заліза в питній В. не повинна перевищувати 0,3 мг / л. застосовують методи зниження його змісту - знезалізнення - аерацію з подальшим видаленням випав гідроксиду заліза (для підземних вод) або вапнування, коагуляцію і катіонірованіе (для поверхневих вод).
Одним із спеціальних видів очищення В, є опріснення - зниження в ній концентрації мінеральних солей. Для цих цілей використовують дистиляцію, електрохімічні методи, наприклад електродіаліз, іонний обмін. зворотний осмос та виморожування. Найбільш широко застосовують метод дистиляції, що дозволяє знесолити воду з будь-яким початковим рівнем мінералізації. В СРСР з 1973 р в місті Шевченко експлуатується перша в світі атомна опреснительная станція, яка виробляє щодоби з морської води 160000 м3 прісної В. Для опріснення морських і мінералізованих вод може застосовуватися метод зворотного осмосу, а методи електродіаліз і іонного обміну - переважно для мало - і слабомінералізованих вод. При використанні опріснених вод для питних цілей необхідна додаткова корекція їх сольового складу.
Існуючі способи очищення В. досить ефективні відносно зважених і колоїдних речовин, мікроорганізмів, але малоефективні щодо розчинених токсичних речовин. Тому якість питної В. за хімічними показниками знаходиться в прямій залежності від якості вихідної В. джерел водопостачання. З огляду на обмежену бар'єрну роль водопровідних очисних споруд, в ГОСТ «Вода питна» внесено положення про те, що концентрація хімічних речовин, не зазначених в ГОСТ, але присутніх в воді в результаті промислового, сільськогосподарського та побутового забруднень, не повинна перевищувати ГДК, затверджені МОЗ СРСР для води водойм господарсько-питного та культурно-побутового водокористування.
Лабораторно-виробничий контроль за якістю питної В. проводиться в місцях водозабору, перед надходженням в мережу, а також в розподільній мережі. Перелік показників лабораторно-виробничого контролю вибирається з урахуванням місцевих природних і санітарних умов. Контроль здійснюється організаціями, у віданні яких знаходяться системи господарсько-питного водопостачання. Державний санітарний нагляд за господарсько-питним водопостачанням проводять установи санітарно-епідемічної служби.
Бібліогр .: Авакян А.Б. Санін М.В. і Ельпінер Л.І. Опріснення води в природі і народному господарстві. М. 1987; Гігієнічна оцінка шкідливих речовин у воді, під ред. Г.Н. Красовського, М. 1987; Керівництво з гігієни водопостачання, під ред. С.Н. Черкинским, М. 1975; Керівництво з контролю якості питної води, пров. з англ. М. ВООЗ, 1986; Технічні записки з проблем води, пров. з англ. під ред. Т.А. Карюхіной і І.М. Чурбанова, М. 1983; Шевельов Ф.А. і Орлов Г.А. Водопостачання великих міст зарубіжних країн, М. 1987.