Концепция Республиканской Программы «Питьевая вода для детей Крыма» (2009 г.)

Коллектив авторов:

1. Тарасенко В.С. – Президент Крымской Академии Наук, председатель КРАЭМ, профессор.
2. Артов А.М. – зам. председателя КРАЭМ.
3. Березовский Э.М. – зав. лабораторией КРАЭМ.
4. Галаган М.Н. – врач-педиатр, эксперт КРАЭМ.
5. Кучуркина И.П. – эксперт КРАЭМ.
6. Тувышева Л.В. – эксперт КРАЭМ

Содержание:

1. Основание для создания Программы.
2. Проблемы снабжения населения Степного Крыма качественной питьевой водой.
3. План действий.
4. Рекомендуемые водоочистные установки коллективного пользования для дошкольных и школьных учреждений.
5. Целевые показатели результатов выполнения Программы.

1. Основание для создания Программы.

Крым — регион Европы и Украины, наименее обеспеченный водными  ресурсами. Острой экологической проблемой региона является загрязнение поверхностных и грунтовых вод в связи с антропогенной деятельностью, а также высокая природная минерализация подземных вод Степного Крыма. Экологическое состояние водных ресурсов ухудшается в связи с использованием малоэффективных технологий и низкой культурой водопользования, высокой водозатратностью экономики, просчетами в организации управления водохозяйственным комплексом. Качество воды, совместно с ухудшающейся экологической и социально-экономической обстановкой, влияет на здоровье населения, и в первую очередь детей, а также на состояние экосистем на территории Крыма. Как показано нашими многолетними исследованиями, существующая инфраструктура водного хозяйства АРК требует реконструкции и крупных финансовых вложений («Устойчивый Крым. Водные ресурсы», Симферополь, «Таврида», 2003: «Концепция программы интегрированного управления водными ресурсами в АРК», Симферополь, 2005; «Самое большое богатство на свете», Симферополь, 2009).

В связи с принятыми мировыми и европейскими подходами в сфере водоснабжения  и водопотребления, авторы концепции считают необходимым:

• Улучшить качество потребляемой населением питьевой воды и, особенно, в дошкольных и школьных учреждениях. Питьевая вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении, безвредной по химическому составу, обладать благоприятными органолептическими свойствами, быть физиологически полноценной и радиационно-безопасной.
• Обеспечить формирование зон санитарной охраны водозаборов и прибрежных защитных полос на реках и водоемах, что потребует канализования поселков или застроек, находящихся вблизи рек и водоемов, в первую очередь, вблизи водозаборов.
• Обеспечить эффективную дезинфекцию и очистку питьевой воды. Приступить к обновлению и модернизации очистных сооружений и водопроводных сетей на основе использования современных методов очистки.
• Гарантировать контроль качества реализуемой питьевой бутилированной воды, а также фильтров и других индивидуальных средств очистки воды и обеспечить возможность их приобретения в зонах потребления некачественной питьевой воды за счет государственных дотаций.

Авторы концепции республиканской программы «Питьевая вода для детей Крыма» считают необходимым в первую очередь обеспечить  водоочистными установками коллективного пользования дошкольные и школьные учреждения в Джанкойском и Красноперекопском районах Степного Крыма, где водоснабжение населения основано на использовании высокоминерализованных подземных вод.

P.S. Выполнение такой республиканской программы будет идти в контексте в принятой государственной программой «Питьевая вода Украины».

2. Проблемы снабжения населения Степного Крыма качественной питьевой водой.

Качество воды питьевого назначения должно соответствовать санитарным  нормам и установленным государственным стандартам. В настоящее время действует ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

Качество воды оценивается  по органолептическим, токсикологическим и микробиологическим показателям.

К органолептическим показателям относятся запах, вкус, цветность, мутность. Токсикологические показатели определяются концентрацией  химических веществ.

Микробиологические показатели: общее количество бактерий в 1 мл. неразбавленной воды не должно превышать 100; количество бактерий группы кишечной палочки в 1 мл. воды не более 3 (коли-индекс).

Основные показатели ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» следующие:

Таблица 1

Хозяйственно-питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошее органолептические показатели и быть пригодной для использования в быту.  Если питьевая вода не отвечает требованиям ГОСТ 2874-82, то соответствующей обработкой (осветление, опреснение,  обеззараживание, фторирование, хлорирование, озонирование) ее доводят до необходимых норм.

Степной Крым и, особенно, Джанкойский и Красноперекопский районы, наиболее проблемные по качеству питьевой воды. Водоснабжение во многих селах идет из местных скважин. Характерной проблемой является высокая засоленность вод. Это связано, в первую очередь, с высокой, часто превышающей ПДК концентрацией хлоридов, сульфатов и нитратов, а также значительным содержанием кальция и магний – они превышают ПДК или физиологические нормативы, установленные ГОСТ 2874-82 и СаНПиНом в 1,5-2 раза. В связи с этим очень высокими являются   также показатели сухого остатка и общей жесткости воды в воде из многих скважин Джанкойского района. Они часто превышают гигиенические нормативы в 1,5-4 раза. Особенно  высока засоленность воды в скважинах сел Источное, Лобаново, Жилино, Яркое поле, Марьино, Павловка,  Вольное.

Таблица 2

Содержание минеральных солей в воде скважин некоторых сел Джанкойского района (по данным Джанкойской районной СЭС)

На рисунке обозначены населенные пункты Джанкойского и Перекопского районов АРК (Северный Крым), где химико-аналитическими исследованиями  2005-2009 г.г. в аттестованной лаборатории КРАЭМ выявлены высокая жесткость и значительные превышения ПДК по сухому остатку.

В таблице 3 приведены результаты общего анализа воды по отдельным скважинам. Качество воды не соответствует требованиям ГОСТа «Вода питьевая» по показателям общей жесткости и сухому остатку (превышение ПДК), а содержание фторидов значительно ниже нормы.

Таблица 3

ОБЩИЙ АНАЛИЗ ВОДЫ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Северный Крым (по данным лаборатории КРАЭМ)

Как известно, повышенная минерализация питьевой воды увеличивает риск развития заболеваний желудочно-кишечного тракта (гастриты, язвенная болезнь, желчнокаменная болезнь), эндокринной системы, нарушения обмена веществ, аллергических заболеваний,   патологии беременности и родов.

Органом – мишенью, наиболее страдающим от повышенной жесткости питьевой воды, являются почки. Многократно возрастает вероятность развития  мочекаменной болезни, пиелонефритов, гломекуронефритов, дисметаболических нефропатитов. Все это происходит на фоне роста общей  заболеваемости, особенно детей, снижения параметров их физического развития. Ощутимо возрастает количество и длительность течения острых респираторных заболеваний, что свидетельствует о снижении  защитных сил организма, т.е. сбое в работе иммунной системы. Негативные тенденции в состоянии здоровья детей Джанкойского, Красноперекопского и других  районов Степного Крыма выявлены исследованиями ученых Крымского медицинского университета им. С.И. Георгиевского, Центром экологического здоровья Крымской Республиканской Ассоциации «Экология и мир», и подтверждены врачами районных медицинских служб.

По предварительным расчетам, около 200 школ и дошкольных учреждений административных районов  Степного Крыма требуют улучшения качества питьевой воды с помощью водоочистных установок.

К примеру, только в  Джанкойском районе Автономной Республики Крым  функционирует   66 детских учебных заведений ( 11 – Учебно-воспитательных комплексов (УВК- школа-детский сад), 23 – дошкольных учебных заведений (ДУЗ), 32 общеобразовательные школы(ОШ)), в которых обучается 9458 детей (7500 учащиеся школ, 1958 – воспитанники дошкольных учебных заведений).

По данным  Джанкойской СЭС в 35 учебных заведениях осуществлена бесперебойная подача  воды, в 31 учебных заведениях вода подается по графику.

Перечень  учебных заведений,  в которых вода подается по графику:

УВК –  Азовский, Лобановский, Майский, Медведевский, Целинновский, Марьинский.

ОШ- Вольновская, Крымская, Майская, Мирновская, Роскошненская, Рощинская, Стальновская, Чайкинская, Ярковская, Яркополенская, Яснополянская, Ярковское, Октябрьская, Рысаковская, Тимофеевская.

ДУЗ —  Азовское, Вольновское, Крымковское, Роскошненское, Рощинское, Рысаковское, Стальновское, Чайкинское, Яркополенское, Яснополянское.

Основной источник водоснабжения в Северном Крыму – подземные артезианские воды.

Значительная часть  населения Джанкойского района вынуждена потреблять питьевую воду с большим содержанием солей и высокой жесткостью. Минерализация обусловлена высокими концентрациями хлоридов, сульфатов, солей кальция и магния. Они превышают гигиенические нормативы в несколько раз.

В Лобановском и Луганском УВК Крымской Республиканской Ассоциацией установлены системы доочистки питьевой воды. Необходимы установки в Целинновском УВК, Марьинском УВК,  Ярковской шк., Пахаревской шк., Роскошненской шк.

Основная проблема учебных заведений  — изношенность водопроводных сетей. Во время порывов сетей водоснабжения учебные заведения района очень часто остаются без воды. Для решения данной проблемы необходима полная замена водопроводных сетей в сельских населенных пунктах. На сегодняшний день решение данной проблемы не возможно из-за отсутствия финансовых средств в сельских громадах. Поэтому одним из путей решения проблемы обеспечения водой учебных заведений района – это обеспечение подведения воды к учебным заведениям путем замены водопроводных труб от центральной сети водоснабжения до учебного заведения и приобретение емкости для накопления воды.

Ветхое состояние водопроводных сетей и водонапорных башен  — является основным источником загрязнения питьевой воды в сельских населенных пунктах Джанкойского района. Для улучшения качества питьевой воды в учебных заведениях района необходимо установить соответствующие фильтры для очистки воды.

От  некачественной питьевой воды страдает здоровье жителей Крыма и, в первую очередь, детей. Наши исследования показали, что в регионах, которые получают воду из поверхностных источников, содержащую побочные продукты хлорирования (летучие хлорорганические соединения) наблюдается повышенная онкологическая заболеваемость, в то же время, в  северных районах Крыма, где жители часто потребляют высокоминерализованную и «жесткую» воду лидируют заболевания  почек – пиелонефрит.

КРА «Экология и Мир» обладает опытом в решении проблем питьевого водоснабжения школ в северных районах Крыма. В ходе реализации проекта «Вода для устойчивого развития и здоровья в Крыму» (2003 – 2005 годы)  в школах сел Почетное (Красноперекопский район) и  Лобаново (Джанкойский район) были установлены локальные системы водоподготовки.

Открытие по инициативе КРАЭМ пункта водоподготовки в с. Лобаново, декабрь 2004 г.

Это позволило обеспечить не только школьников, но и детей дошкольного возраста, а также беременных и кормящих женщин качественной питьевой водой в необходимом количестве. Опыт работы локальных систем водоподготовки в этих селах показал, что такие системы позволяют наиболее эффективно и адекватно решать проблемы питьевого водоснабжения небольших населенных пунктов, отдельных предприятий, детских и других учреждений. К преимуществам локальных систем водоподготовки по нашему мнению следует отнести:

1. Относительно невысокую стоимость по сравнению с крупными централизованными ВОС;
2. Простоту монтажа и обслуживания (1 обученный человек);
3. Высокое качество получаемой питьевой воды и возможность ее реминерализации;
4. Возможность создания локальных систем водоподготовки под практически любое качество исходной воды и любое количество потребителей (от нескольких человек до нескольких тысяч;
5. Отсутствие необходимости бурения новых скважин или поиска других источников водоснабжения;
6. Отсутствие необходимости строительства или капитального ремонта централизованного водопровода;
7. Небольшие текущие расходы на содержание систем.

Однако, наибольшим преимуществом локальных систем водоподготовки является  наличие на рынке готовых компонентов, что позволяет компоновать системы под любые требования. Так для создания локальных систем водоподготовки применяются механические префильтры с различным ресурсом и размерами пор отечественного и импортного производства, умягчители ионообменного типа и с использованием полифосфатов, обратноосмотические мембраны производства США, Тайваня и других стран, УФ-лампы для обеззараживания, насосы, помпы и другое оборудование. Таким образом, при создании локальных систем водоподготовки любого типа и мощности отпадает необходимость разработки новых технологий и нового оборудования, что значительно ускоряет процесс.

По нашему мнению локальные системы водоподготовки являются наиболее эффективными в решении проблем питьевого водоснабжения школ и дошкольных учреждений, а также  небольших населенных пунктов.

Решение существующих проблем с обеспечением жителей Крыма качественной питьевой водой и использованием локальных систем водоподготовки возможно в рамках реализации Общегосударственной программы «ПИТНА ВОДА УКРАЇНИ»  принятой 3 марта 2005 года. Одним из направлений реализации этой Программы является «розробка та  впровадження  нових і вдосконалення існуючих технологій підготовки питної води». На реализацию этого и других направлений Программы государство выделят немалые средства (более 10 млрд грн. в течение 2006 – 2020 годов) с целью: «покращення  забезпечення  населення  України питною  водою  нормативної  якості  в  межах науково обґрунтованих нормативів (норм) питного водопостачання; … поліпшення  на  цій  основі  стану здоров’я  населення та оздоровлення соціально-екологічної ситуації
в Україні;…»

Еще одним документом, позволяющим предпринимать  попытки в решении водных проблем  является Концепция государственной  Программы «Питьевая вода Крым»  одобренная распоряжением Кабинета Министров Украины №297-р от 1 августа 2005 года, в разработке которой принимали  активное участие специалисты КРА  «Экология и Мир» и Крымской академии наук.

Вполне возможно направить часть средств, выделяемых на реализацию государственных программ «Питна вода», также средств местных советов на закупку и установку локальных систем водоподготовки в небольших населенных пунктах Крыма или детских учреждениях, там, где это требуется. Это позволит обеспечить значительную часть населения Крыма  качественной питьевой водой при минимальных затратах бюджета и тем самым сохранить здоровье жителей Крыма.

3. План действий

 Реализация Республиканской Программы «Питьевая вода для детей Крыма» должна начаться, прежде всего, со Степных районов АРК (Джанкойского, Красноперекопского, Раздольненского, Ленинского и др.). Предлагается следующий план действий и объемы финансирования:

Программа с объемом финансирования 12 млн. грн. позволит существенным образом улучшить ситуацию с качественным питьевым водообеспечением детей дошкольных и школьных учреждений Степного Крыма.

В дальнейшем Республиканская Программа может быть пролонгирована или передана для дальнейшего исполнения райгосадминистрациям и районным службам Минобразования АРК, поселковым и сельским советам.

4. Рекомендуемые водоочистные установки коллективного пользования для дошкольных и школьных учреждений.

Сегодня в Украине, как и в целом мире, широко используются автономные портативные водоочистные установки, позволяющие подвергать глубокой доочистке питьевую воду, не отвечающую современным гигиеническим требованиям.

Качественно улучшения питьевого водоснабжения можно достичь применением малогабаритных модульных установок коллективного пользования, позволяющих использовать весь набор существующих технологических решений очистки воды в локальных условиях. Возможность комбинирования в установках модулей озонирования, сорбции, коагуляции, баромембранного  фильтрования, ультрафиолетового обеззараживания, фотокатализа, ионирования и других методов, позволяющих использовать модульные водоочистные установки коллективного пользования для самого широкого спектра источников водопотребления.

Для глубокой доочистки и кондиционирования высоко минерализованных вод Степного Крыма рекомендуются малогабаритные высокоэффективные установки типа МВП.

 Локальные системы водоподготовки с использованием обратного осмоса

Обратноосмотические мембраны обеспечивают очистку воды от растворенных в ней солей и используются для получения воды питьевого качества из высокоминерализованной воды всех типов, включая морскую.

Обратноосмотические мембраны являются полупроницаемыми однородными  мембранами. Очистка на обратноосмотической мембране от растворенных веществ происходит за счет продавливания воды через мембрану под высоким давлением. В результате очистки образуется концентрат солей, не прошедших сквозь мембрану и глубокоочищенный фильтрат.

Обратноосмотические мембраны производятся в виде рулонных мембранных элементов, которые позволяют разместить мембранное полотно с большой площадью в небольшом объеме. Это обеспечивает компактность обратноосмотических установок.

Для получения  воды, удовлетворяющей требованиям подачи на обратноосмотические мембраны, наиболее эффективно использование  технологии ультрафильтрации.

Локальные системы водоподготовки с использованием ультрафильтрации

Ультрафильтрационные  мембраны обеспечивают очистку исходной воды от взвешенных веществ, мутности, цветности, железа и марганца согласно требованиям для воды, подаваемой на обратноосмотические мембраны, а также осуществляют полное обеззараживание исходной воды без применения химических реагентов.

Принцип работы установки на основе ультрафильтрации состоит в пропускании потока исходной воды через пористую мембрану с  размером пор около  0,01 мкм, которая задерживает все  взвешенные и коллоидные частицы,  бактерии и вирусы, содержащиеся  в воде, не изменяя ее солевой  состав. Периодически мембрана промывается  и образующиеся на ней загрязнения сбрасываются в канализацию.

Только  установки, основанные на мембранной ультрафильтрационной технологии, гарантированно обеспечивают высокое качество очищенной воды, так как при их работе (по сравнению  с классическими технологиями) исключен проскок загрязнений в очищаемую  воду при любых внештатных ситуациях. Именно поэтому технология очистки  воды, основанная на ультрафильтрации, является на сегодняшний день приоритетной в качестве предварительной очистки  перед обратноосмотическими мембранами.

Кроме этого, использование ультрафильтрационных мембран дает возможность для  сохранения оптимального минерального состава питьевой воды. В воду после  блока обратного осмоса, добавляется  полностью очищенная от нерастворенных загрязняющих веществ и микроорганизмов вода после блока ультрафильтрации.

В зависимости от состава  исходной воды и потребностей в качестве очистки  в установках МВП  могут использоваться обратноосмотические (RO) либо ультрафильтрационные (UF) мембраны.

Показанием  для применения RO-мембран являются высокоминерализованные воды, требующие обессоливания, а также воды с наличием растворимых компонентов, которые не удаляются немембранными технологиями, например хлориды, сульфаты, нитраты.

UF-мембраны применяются при потребности в высококачественной очистке питьевой воды от мутности, цветности, растворенной органики и микроорганизмов.

Довольно  часто существует необходимость совместного  применения обоих  типов мембран  в одной установке. Классическим примером является очистка  и обессоливание  морской воды для  хозяйственно-питьевых целей. Эта задача наиболее эффективно решается как раз  с помощью совместного  применения UF и RO-мембран. Таким образом в мире ежедневно очищаются сотни тысяч тонн питьевой воды и этот объем постоянно растет.
Совместное  использование двух типов мембран обеспечивает:

— возможность получения воды питьевого  качества из источников непригодных  для применения немембранных  технологий водоочистки;

— полное соответствие очищенной  воды нормативам ДСанПин «Вода питьевая» в независимости от состава исходной воды;

—   постоянное высокое качество очищенной воды на протяжении всего срока эксплуатации;

— возможность регулирования минерального  состава очищенной воды согласно  требованиям нормативов и потребностей  водопользователей.

Основные характеристики локальных систем водоподготовки с использованием обратного осмоса и ультрафильтрации

Локальные системы водоподготовки выпускаются производительностью  от 0,1 до 22 м³/ч и стоимостью от 15 до  700 тыс. грн. При этом потребляемая мощность составляет от 0,2 до 21 кВт (таблица 4).

Таблица 4

Технические характеристики и стоимость существующих мембранных установок водоподготовки

Преимущества  локальных систем водоподготовки с использованием обратного осмоса и ультрафильтрации

Обеспечивают устойчивую очистку высокозагрязненных пресных и сильноминерализованных поверхностных и подземных вод с до нормативных требований ДСанПин «Вода питьевая»

Позволяют получать при необходимости глубокоочищенную воду.

Требуют минимальных сроков проведения монтажных работ при строительстве водоочистных комплексов.

Гарантируют устойчивое качество очистки воды при возможных изменениях состава исходной воды.

Имеют низкие эксплуатационные затраты, связанные с малыми энергоемкостью и расходом химреагентов, применением мембран с длительным ресурсом эксплуатации и работой установок в автоматическом режиме без привлечения постоянного обслуживающего персонала.

Блочно-модульный принцип исполнения позволяет производить модернизацию систем водоподготовки с минимальными затратами, при увеличении объемов водопотребления.

Себестоимость получения 1 литра питьевой воды в 10-ки раз ниже, чем стоимость привозной бутылированной или магазинной воды.

5. Целевые показатели результатов выполнения Программы.

Оценка результатов выполнения Республиканской Программы «Питьевая вода для детей Крыма» будет оцениваться по следующим основным показателям:

• Количество школ и дошкольных учреждений, обеспеченных в 2010-2011 г.г. водоочистными установками коллективного пользования.
• Количество детей, получающих ежедневно 1,5-2 литра качественной питьевой воды.
• Улучшение состояния здоровья детей Крыма (по результатам социально-гигиенического мониторинга и медицинского обследования детей школьных и дошкольных учреждений Степного Крыма, охваченных Программой).

Президент КАН, председатель КРА

«Экология и мир», профессор                                                                          В.С. Тарасенко