1.5: Якість води

Однією з найважливіших обов'язків водоканалу є забезпечення безпечної питної води. «Безпечний» може бути заплутаним словом для споживачів водоканалу. Іноді безпеку питної води плутають з її естетичними якостями, такими як смак, запах та колір. Звичайно, ніхто не хоче пити воду, яка знебарвлюється, має запах або погано смакує. Однак більшу частину часу воду можна пити безпечно незалежно від того, як вона виглядає, смакує та пахне. Тепер це не означає, що водоканали постачають споживачам естетично неприємну воду. Це просто означає, що часто безпека води має мало спільного з її естетичною якістю. Ось чому існують як первинні, так і вторинні правила питної води. Первинні стандарти стосуються питань, пов'язаних зі здоров'ям, тоді як вторинні стандарти зосереджені на естетичних якостях водопостачання. Хоча водоканали прагнуть забезпечити найкращу воду з можливих, бувають випадки, коли вода може бути неприємною від естетичних характеристик. У цьому розділі будуть розглянуті як первинні, так і вторинні правила якості води, наведені приклади обох, а також обговорення різних можливостей працевлаштування в рамках цієї дисципліни водоканалу промисловості.

Майже всіх хвилює якість своєї води. Це, як правило, найвища скарга від клієнтів, за винятком високих рахунків за воду. Оскільки водопровідна вода зазвичай безбарвна, без запаху і, здебільшого, несмачна, як тільки щось змінюється, клієнти хочуть знати, чому. Якість води також є головною проблемою професіоналів з води. Фахівці з якості води несуть відповідальність за обробку, дезінфекцію, тестування та відповідність води, що подається своїм клієнтам. Щороку водоканали збирають тисячі проб води та аналізують їх лабораторіями для забезпечення дотримання норм якості води. Окрім збору зразків, оператори водоканалів проводять профілактичне обслуговування, регулярно перевіряють об'єкти та реагують на скарги клієнтів, щоб запобігти та/або виправити будь-які проблеми з якістю води.

Правила якості води

Нинішні норми питної води дуже складні і включають в себе безліч різних вимог. Цей наступний текст є коротким історичним оглядом. Президент Джеральд Форд підписав Закон про безпечну питну воду (SDWA) у 1974 році під зростаючим тиском газетних статей, документальних фільмів та скептицизму широкої громадськості, що питна вода може бути небезпечною. Агентство з охорони навколишнього середовища (EPA) провело національне розвідувальне дослідження для оцінки концентрацій, джерел та потенційної небезпеки певних забруднюючих речовин у комунальному питному водопостачанні. У 1977 році по всій країні набули чинності національні стандарти безпечної питної води. Ці стандарти включали мікробіологічні забруднювачі, десять (10) неорганічних хімічних речовин, шість (6) органічних пестицидів, помутніння (або помутніння) та радіологічне забруднення. Крім усього іншого, нормативні акти також включали положення про те, щоб держави взяли на себе основну виконавчу відповідальність.

З моменту прийняття Федерального закону про безпечну питну воду було внесено дві (2) поправки. У 1986 році була прийнята перша поправка. Деякі нові вимоги з цією поправкою збільшили кількість регульованих забруднюючих речовин, вимагали певних процесів фільтрації для поверхневого водопостачання, додали вимоги до дезінфекції деяких систем підземних вод, а також заборонили використання свинцевих припой, флюсів та труб у системах громадського водопостачання. Через десять (10) років була прийнята поправка 1996 року. Це додало положення в SDWA, яке називається Правилом моніторингу нерегульованих забруднень (UCMR). UCMR вимагає, щоб EPA надавав перелік потенційних забруднювачів кожні п'ять (5) років водоканалам, щоб їх постачання питної води можна було проаналізувати. Потім EPA використовуватиме ці дані для підготовки майбутніх стандартів якості води. Поправка також створила вимоги до сертифікації операторів розподілу та лікування та систему фінансування для держав, які потребують фінансової допомоги для дотримання правил якості питної води. Це фінансування називається Фондом оборотного кредиту «Безпечна питна вода».

Важливо зазначити, що хоча існують федеральні правила питної води, багато штатів мають свої стандарти питної води. У Каліфорнії регулюючим органом є Відділ питної води (DDW) при Державній раді з контролю за водними ресурсами (SWRCB). DDW відповідає за виконання Каліфорнійського закону про безпечну питну воду (CSDWA). Багато держав створюють свої власні регуляторні органи, щоб допомогти забезпечити дотримання Закону про безпечну питну воду.

Стандарти якості питної води можна розділити на дві основні категорії: стандарти первинної питної води та стандарти вторинної питної води. Кожен набір стандартів має перелік забруднюючих речовин, які повинні контролюватися муніципальними водопроводами, і вони повинні бути нижче рівнів, які вважаються безпечними. Ці безпечні рівні називаються в нормативних актах як Максимальні рівні забруднюючих речовин (MCL). Кожна складова має окремий MCL, який не може бути перевищений у водопостачанні, інакше потрібно вжити певних дій. Дія може бути настільки ж суворим, як виведення джерела постачання (тобто свердловини грунтових вод) негайно з експлуатації. Або це може збільшити кількість вимог до вибірки для конкретної складової. Перевищення MCL також може вимагати певного типу сповіщення для клієнтів. Мета полягає в захисті населення від небезпечних рівнів потенційних забруднень у водопостачанні.

Норми якості питної води не є єдиними нормами якості води, які повинні дотримуватися водоканали. Існує багато правил якості води, що захищають навколишнє середовище. Ці правила є частиною Закону про чисту воду (CWA). CWA регулює і дозволяє відбір проб і моніторинг скидів до «судноплавних вод Сполучених Штатів». Судноплавні води визначаються інженерним корпусом армії США як води, які піддаються відливів і припливів, і ті внутрішні води, які в даний час використовуються, або використовувалися в минулому або можуть бути сприйнятливі до використання в міждержавній або зовнішньої торгівлі. Це визначення може бути інтерпретовано операторами водоканалу як будь-який водойма волога або суха, в яку можуть надходити скиди. Загальні скиди водоканалу включають, але не обмежуються ними потоки з:

• Пожежний гідрант і тупикова промивка
• Промивання водопровідної магістралі
• Випробування лічильника
• Витік води
• Накопичувальний резервуар переповнення
• Збір проб води

Хоча водоканали зобов'язані скидати воду для ряду цих заходів, вони все одно повинні відповідати CWA та різним державним та місцевим регулюючим органам, відповідальним за виконання вимог, викладених у CWA. Значна частина вимог передбачає запобігання потраплянню хлорованої води у водойму або запобігання вимиванню сміття з жолобів та зливових стоків у водойму.

Стандарти первинної питної води

Стандарти первинної питної води призначені для забруднюючих речовин, які становлять загрозу здоров'ю при виявленні у водопостачанні вище MCL. Для того, щоб встановити MCL, EPA буде враховувати кілька різних факторів. Вони вивчать поширеність та вплив забруднюючих речовин у навколишньому середовищі та у воді конкретно. Забруднення, яке не зустрічається у водопостачанні, часто знайде місце низьке у списку пріоритетів EPA. Однак забруднювач, який широко поширений, був би у верхній частині списку. EPA також розглядає наслідки для здоров'я. Якщо це широко поширена забруднююча речовина, але мало чи не має відомих наслідків для здоров'я людей, то MCL не буде дуже ймовірним. Однак, якщо забруднювач токсичний або відомий канцероген, то MCL буде дуже імовірним. Інший розгляд стосується аналітичної методології. Там повинен бути статистично відтворюваний лабораторний аналітичний метод для того, щоб EPA розглядав MCL. Якщо лабораторія не може виявити забруднювач легко і статистично точно, то мати MCL було б дуже важко. Нарешті, завершується економічна оцінка. Зазвичай аналіз витрат і вигод розглядає всі раніше розглянуті матеріали.

Мільйони доларів на рік витрачаються водопроводами на зусилля щодо дотримання стандартів первинної питної води. Це одна з найважливіших обов'язків фахівців з водних ресурсів. Існує безліч технологій очищення, які використовуються для інактивації або видалення забруднень з води. Тисячі зразків збираються та аналізуються для визначення рівня кожного забруднювача. Звіти готуються та подаються до установ охорони здоров'я, щоб продемонструвати відповідність нормативним актам.

Стандарти первинної питної води зазвичай поділяються на чотири (4) основні категорії:

1. Бактеріологічний
2. Неорганічна хімічна
3. Органічні хімічні
4. Радіологічні сполуки

У кожній широкій категорії є кілька складових, і відповідальність комунального підприємства (за сприяння регулюючих органів) полягає в тому, щоб зрозуміти вимоги щодо дотримання цих забруднюючих речовин. Нижче наведено короткий опис кожної категорії, переважного оздоровчого ефекту, пов'язаного з кожною, і різних методів лікування.

Бактеріологічний

У цю групу входять не тільки бактеріологічні забруднення, але і віруси, найпростіші і різні інші мікроорганізми, що становлять загрозу здоров'ю. Більшість наслідків для здоров'я, пов'язаних з мікробіологічним забрудненням у воді, є шлунково-кишковими. Симптоми включають блювоту, діарею, головний біль, лихоманку тощо Багато симптомів схожі на грип. Однак для різних субгруп населення, наприклад, дуже молодих або старих або людей з порушеною імунною системою, наслідки для здоров'я можуть бути смертельними.

Через величезну кількість мікроорганізмів і складності і вартості спроб проаналізувати всі їх, для аналізу використовується індикаторна група організму. Ця група відома як загальна група кишкової палички. Коліформи - це група бактерій, які вказують на наявність або відсутність мікроорганізмів, що викликають захворювання. Правило загальної коліформи (TCR) - це набір правил, які охоплюють цей широкий спектр забруднюючих речовин.

Хоча існують різні методи лікування для видалення та інактивації мікробіологічного забруднення, дезінфекція є найпоширенішим методом. Очисні споруди питної води та системи розподілу використовують дезінфікуючі хімічні речовини (насамперед хлор) для підтримки здоров'я та безпеки питної води від мікроорганізмів.

Неорганічні хімічні речовини

Існує багато різних хімічних речовин, що містяться в питній воді, які підпадають під цю широку категорію. На щастя, більшість з них є природними і вважаються безпечними. Наприклад, такі мінерали, як кальцій і магній, зазвичай містяться в джерелах питної води. Хоча вони можуть створювати естетичні проблеми для споживачів (розглянуто далі в цьому розділі), вони не мають жодних наслідків для здоров'я. Однак забруднюючі речовини, такі як нітрат, миш'як та хром, також можуть бути знайдені як природні елементи у питній воді, і вони можуть створювати проблеми зі здоров'ям при попаданні в організм на рівні вище MCL. Окрім того, що вони природним чином знаходяться в навколишньому середовищі, ці та багато інших є результатом певного типу забруднення.

• Нітрат - Основним джерелом забруднення нітратами є певний тип фекального забруднення. Сільськогосподарські господарства та протікають септичні системи сприяють забрудненню нітратами. Основний оздоровчий ефект пов'язаний з немовлятами шести (6) місяців і молодше. Якщо нітрат потрапляє в організм на рівні вище MCL цією субпопуляцією, може виникнути стан, відомий як метгемолінемія (Синдром блакитної дитини). Це призводить до задухи, коли азот витісняє кисень у крові.
• Миш'як - миш'як був використаний як консервант деревини, що призводить до забруднення, а також зустрічається в природі. Первинний медико-санітарний ефект, пов'язаний з питною водою, що містить миш'як, на рівнях вище MCL, пов'язаний з раком.
• Хром - Ця хімічна речовина потрапила в центр уваги з фільму Ерін Брокович. Окислена форма хрому, відома як «Chrome6» або шестивалентний хром, була доведена до уваги кожного, коли Pacific Gas and Electronic звинувачували у забрудненні підземних вод у Хінклі, штат Каліфорнія. Цей забруднювач також спричиняє наслідки для здоров'я, пов'язані з раком.

Неорганічні хімічні речовини зазвичай не зустрічаються в джерелах питної води вище їх відповідних MCL. Однак, якщо вони є, існує кілька методів лікування, які можуть видалити ці та багато інших забруднень з водопроводу, іонний обмін є одним з найпоширеніших.

Органічні хімічні речовини

Найбільш часто зустрічаються органічні хімічні речовини, що містяться в джерелах питної води, підпадають під категорію ЛОС. ЛОС розшифровується як летюча органічна сполука і присутні у питній воді, як правило, внаслідок певного типу забруднення. Деякі з найбільш поширених ЛОС, що містяться у питній воді, включають:

• Трихлоретилен (TCE)
• Тетрахлоретилен (PCE)
• Метиловий третинний бутиловий ефір (MTBE)

Ці хімічні речовини надходять з різних джерел, включаючи знежирюючі речовини, хімчистку та паливні добавки відповідно. Вони вважаються «летючими» через свою схильність до випаровування або сублімації з рідкої або твердої форми з'єднання і потрапляння в навколишню атмосферу. Тому одним з найбільш поширених методів лікування для видалення ЛОС з питної води є гранульоване активоване вугілля в поєднанні з упакованими повітряними баштами. Первинним медичним ефектом від питної води, що містить ЛОС на рівнях вище MCL, є рак.

Радіологічні сполуки

Первинне джерело радіологічних сполук у питній воді - з природних джерел. Геологічні утворення можуть містити уран, радій, стронцій та інші радіологічні сполуки. У рідкісних випадках радіологічне забруднення може бути наслідком аварії на ядерному об'єкті. Однак це зустрічається не дуже часто. Як і у багатьох забруднюючих речовин питної води, первинний медико-санітарний ефект пов'язаний з раком. Загальним лікуванням радіонуклідів є іонний обмін.

На додаток до раніше згаданих методів лікування, змішування - це тип техніки «лікування», яку DDW може схвалити. Однак змішування, як правило, схвалено лише для забруднюючих речовин, які не становлять гострого (негайного) ризику для здоров'я. Попередні приклади не є повним списком потенційних забруднюючих речовин у питній воді, а також інформація не є вичерпним поясненням. Це погляд на якість питної води, що надає читачеві фоновий огляд.

Стандарти вторинної питної води

Хоча стандарти первинної питної води є найважливішими нормами для професіоналів з води, естетична якість все ще є значним викликом та фокусом постачальників питної води. Переконавшись, що вода безпечна для пиття, є критично важливим, але якщо клієнтам не подобається смак, запах або колір води, вони, ймовірно, думають, що вода небезпечна і не підходить для приготування їжі та пиття. Тому водоканалам важливо реагувати і серйозно ставитися до всіх скарг клієнтів, мати хорошу програму профілактичного обслуговування, регулярно збирати зразки і дотримуватися всіх нормативних вимог. Однак навіть самі старанні комунальні служби можуть зіткнутися з естетичними проблемами якості води. Деякі естетичні проблеми якості можуть бути вирішені за допомогою рутинних програм промивання та профілактичного обслуговування, але деякі є результатом певних природних умов і можуть бути видалені лише шляхом лікування та/або змішування.

При різних джерелах постачання, надходить різна якість води. Водоносні освіти, що складаються з вапняку, як правило, мають більш високий рівень кальцію, тоді як інші геологічні утворення можуть сприяти іншим мінералам, таким як магній, натрій та калій, щоб назвати декілька. Тому якість води в Лос-Анджелесі може бути абсолютно іншим, ніж якість води в Феніксі. Однак у Сполучених Штатах вся вода повинна відповідати мінімальним федеральним і державним нормам питної води.

Загальні естетичні проблеми з питною водою

Хоча Сполучені Штати мають одні з найбезпечніших запасів питної води у світі, іноді мало зусиль зосереджено на естетичних якостях. Кришталево чистий стакан води може бути небезпечним для пиття, оскільки в ньому можуть бути шкідливі несмачні та безбарвні забруднення. У той же час знебарвлену воду з неприємним запахом і смаком можна пити абсолютно безпечно. Кожен хоче пити безпечну воду, але зазвичай естетичні якості визначають, чи будемо ми пити воду. Багато разів, коли людей запитують, чому вони п'ють бутильовану воду замість водопровідної води, їх відповідь, як правило, «тому що вона смачна» краще.

Так чому ж вода погано виглядає, смакує і пахне? Існують різні речі, які можуть спричинити естетичні проблеми з питною водою. Наступні сценарії надають лише кілька поширених проблем, з якими стикаються водоканали. Зверніть увагу, що кожен сценарій відображає лише типові відповіді на поширені проблеми. Вони маються на увазі лише як приклади.

• Сценарій 1 - Клієнт дзвонить місцевій комунальній службі зі скаргою на легкий жовтий колір води. Що може спричинити це знебарвлення? Про що повинна розповісти утиліта замовнику? Як згадувалося раніше, до всіх скарг на якість води слід ставитися з занепокоєнням і сприймати серйозно. Поширеною першою відповіддю професіонала з якості води може бути: «Чи є знебарвлення від усіх змішувачів у будинку?» Це просте питання допоможе визначити, чи виходить проблема з внутрішньої сантехнічної системи замовника або ж вона надходить від води, що обслуговується комунальним підприємством. Якщо знебарвлення йде з усіх кранів, то наступним кроком буде перевірка води, що надходить в будинок. Іноді утиліта надсилає когось для розслідування, тоді як в інших випадках домовласника можуть попросити пролити воду на передній нагрудник шланга, щоб перевірити наявність знебарвлення. Зазвичай відповідь замовника полягає в тому, що знебарвлення відбувається лише з певного крана або ділянки в будинку. Поширеним джерелом знебарвлення є старі оцинковані внутрішні сантехнічні системи. Іноді ванна або раковина використовується не дуже часто і праска з внутрішньої сантехнічної системи може вилуговуватися і викликати коричневий/жовтий знебарвлення. Поширеною пропозицією домовласнику було б запустити кран на деякий час, поки знебарвлення не очиститься.
• Сценарій 2 - Клієнт телефонує зі скаргою на каламутну воду. Хмарність або «молочний» вид водопровідної води зазвичай захоплюється повітрям у воді. Тест, який професіонали якості води просять спробувати замовника, - це наповнити прозоре скло і встановити його на прилавок. Якщо це повітря, то хмарність почне прояснюватися знизу склянки вгору. Це відбувається тому, що бульбашки повітря піднімуться в атмосферу.
• Сценарій 3 - Іноді клієнти будуть дзвонити і скаржитися на запахи. Клієнти часто дзвонять, кажучи, що їх вода пахне «басейном». Швидше за все, щось змінилося в системі розподілу або в процесі дезінфекції. Питну воду зазвичай дезінфікують хлором або хлорамінами. Перехід з одного на інший може викликати «пул» хлорного типу замовлень. Або якщо вимоги до використання води в системі змінилися, ці самі запахи можуть бути присутніми протягом короткого періоду часу.

Незалежно від того, що скарга клієнта, всі фахівці з води повинні бути чесними, надавати конкретні деталі та допомогу, і якщо вони коли-небудь не впевнені у вирішенні проблеми клієнта, скажіть їм, що їм потрібно буде дослідити проблему і надасть їм відповідь якнайшвидше.

Як бачите, відповідність нормативним вимогам якості питної води є складним і детальним напрямком діяльності галузі питної води. Однак правила легко доступні, а державні регулятори, як правило, дуже корисні та реагують на запитання комунальних служб. Фахівці з водних ресурсів та регулятори повинні мати однакову мету забезпечити громадськість безпечним та надійним постачанням питної води.