192

CURSUL 9

IGIENA APEI IMPORTANA IGIENICO-SANITAR I SOCIAL-ECONOMIC A APEI

Rolul apei n organism Apa este un component major i indispensabil al oricrui organism.

Coninutul organismului uman n ap este diferit: plasma conine 90% ap, esutul

nervos 70-89%, esutul muscular 75%, esutul conjunctiv 60%, cel osos (fr

mduv) 25-30%, iar esutul gras 20% ap. Proporia de ap din organism variaz cu

vrsta:n esuturile tinere proporia apei este mai crescut (embrionul conine ntre

80-95% iar nou-nscutul la termen 70%), n timp ce la adult, apa reprezint 60-70%

din greutatea corporal, iar la persoanele n vrst scade i mai mult.

Repartiia apei pe compartimente este urmtoarea: 50% este ap

intracelular, 15% se afl n interstiiu ca ap extracelular i 5 % ap intravascular.

La copilul mic repartiia este diferit: apa intracelular reprezint doar 25%,

apa interstiial 45% adic de 3 ori mai mult ca la adult, de aceea copilul suport

mult mai greu orice abatere de la aportul sau eliminarea normal a apei.

Omul poate tri fr hran pn la 30 zile, dar lipsa aportului de ap poate fi

suportat maximum 5 zile. Dac apa din esuturi scade cu 15%, viaa omului este n

pericol.

Apa este considerat ca un constituent esenial al materiei vii pentru

urmtoarele motive: este mediul favorabil de desfurare a tuturor proceselor

fiziologice cum ar fi absorbia, difuzia i excreia, contribuind la meninerea

constantelor de baz ale organismului: izotonia (presiune osmotic constant),

izotermia (temperatur constant), echilibrul acido-bazic, metabolismul bazal etc.

Apa constituie mediul n care sub influena enzimelor dizolvate se petrec biosintezele

i descompunerile ce caracterizeaz viaa. n acest mod apa permite desfurarea

proceselor metabolice ce asigur refacerea permanent a esuturilor vii, iar produii

de catabolism din esuturi sunt preluai de ap i transportai spre organele de

eliminare. De aceea se spune c toate vieuitoarele, inclusiv omul triesc n ap i

sunt scldate permanent de aceasta.

193

Nevoile de ap individuale i ale colectivitilor umane Necesitile individuale de ap

Se refer la apa pe care trebuie s o consume individul pentru a

contrabalansa pierderile prin urin (1500 ml), transpiraie (500 ml), expiraie (350 ml)

i tubul digestiv (150 ml). n permanen trebuie s existe un echilibru ntre pierderile

de ap menionate i aportul acesteia pentru a evita deshidratarea cu consecinele

ei. Acest echilibru este controlat de hipotalamus, hipofiz (hormonul antidiuretic) i

corticosuprarenal (aldosteron).

Aportul de ap este cauzat de senzaia de sete care apare atunci cnd

pierderile de ap ating 0,5% din greutatea corporal.

Nevoile zilnice pur fiziologice se estimeaz la 2 litri de ap pentru un adult de

60 kg, care locuiete n zona temperat. Ingestia de ap zilnic trebuie s fie de

minumum 1-1,5 l, restul aportului fiind asigurat de apa ce intr n compoziia

alimentelor i de cea ce rezult din metabolizarea trofinelor.

Apa ce rezult din metabolizarea trofinelor:

din 100 g lipide rezult 107g ap

din 100 g glucide rezult 55,1 g ap

din 100 g proteine rezult 41,3 g ap

din 100 g alcool rezult 117,4 g ap.

Nevoile individuale nu se rezum la acoperirea pierderilor de ap ale

organismului, ci se asociaz cu apa necesar pentru asigurarea igienei corporale,

pentru clirea organismului, creterea rezistenei nespecifice, nevoile de curenie a

locuinei i localurilor publice, prepararea alimentelor, splarea veselei, curarea

mbrcmintei i nclmintei etc.

Recomandrile necesarului de ap pentru nevoi individuale dup OMS sunt:

de minimum 5 litri/24 ore i optim 100 litri/24 ore.

Nevoile de ap ale colectivitilor umane

Colectivitile umane nu pot supravieui fr un aport corespunztor de ap.

Aceste nevoi variaz ntre 25-60 l/om i pe zi i pot fi mprite n:

nevoi urbanistice care sunt destinate salubritii publice (adic curirii

strzilor, a pieelor publice), stropirii spaiilor verzi, n scop decorativ i

arhitectonic, i implic consumul a 5-20 l ap/om i pe zi;

194

nevoi industriale care sunt foarte mari, depind de tipul industriei existente,

de nivelul produciei;

nevoile agrozootehnice de ap se refer la apa folosit pentru adparea

i igienizarea animalelor, salubrizarea adposturilor, stropirea culturilor

folosite ca hran a acestora, ntreinerea utilajelor, apa pentru irigaii,

pentru piscicultur etc.

Determinarea cantitii de ap necesar pentru industrie. ntreprinderile

industriale moderne sunt mari consumatoare de ap. Ele folosesc apa pentru diverse

scopuri: ca materie prim, solveni pentru separarea substanelor cu densitate

diferit, splarea unor produse sau purificarea altora, splarea i ntreinerea

diverselor maini i instalaii etc.

Nevoile industriale de ap pot fi sintetizate astfel:

ap necesar pentru procesele de fabricaie (cu caracter tehnologic);

ap pentru nevoile igienico-sanitare i social-administrative;

ap pentru combaterea incendiilor.

Determinarea cantitii de ap necesar pentru unitile agrozootehnice.

Acest necesar se refer la :

necesarul de ap pentru creterea i ngrarea animalelor;

udarea i stropirea n sere, solarii, grdini, livezi, vii;

nevoile de ntreinere a mainilor agricole i a atelierelor;

nevoile igienico-sanitare ale lucrtorilor la locul de munc;

funcionarea cantinei, a punctelor sanitare;

splatul i stropitul spaiilor de circulaie i a celor verzi;

combaterea incendiilor.

SURSELE DE AP I CARACTERISTICILE SANITARE

Circuitul apei n natur Este important de a cunoate circuitul apei n natur pentru a nelege cum

s-au format sursele de ap potabil. Sub aciunea cldurii soarelui, apele de

suprafa (oceane, mri, lacuri , fluvii, ruri) mpreun cu apa din vegetaie i apa

coninut n porii solului umed se evapor n atmosfer. Aceast evaporare se

195

soldeaz cu formarea norilor, care se deplaseaz datorit curenilor de aer. n

momentul n care d de temperaturi sczute se condenseaz i cade la suprafaa

pmntului sub form de precipitaii (ploi, grindin, lapovi, zpad).

Apa atmosferic i precipitaiile constituie prima faz a circuitului apei n

natur.

Dac solul unde cad precipitaiile este impermeabil i nclinat, apele se scurg

la suprafaa lui, constituind apele de suprafa curgtoare (fluvii, ruri, praie). Dac

terenul este plat, apele stagneaz i formeaz apele de suprafa stttoare (lacuri,

bli, mlatini).

Apele de suprafa constituie a doua faz a circuitului apei n natur

Dac solul pe care ajung precipitaiile este permeabil, apele se infiltreaz prin

acesta pn ntlnesc primul strat impermeabil, deasupra cruia acestea formeaz

apele subterane de mic adncime (freatice). Deasupra urmtoarelor straturi

impermeabile se formeaz ape subterane de adncime care constituie sursa ideal

de ap potabil, avnd n vedere faptul c este protejat de stratul impermeabil

supraiacent de impurificare.

Apele subterane constituie urmtoarea faz a circuitului apei n natur

Apele subterane se deplaseaz n funcie de nclinarea stratului impermeabil

i pot ajunge la suprafaa solului sub form de izvoare, care pot contribui mpreun

cu precipitaiile care nu s-au inflitrat n sol, la formarea apelor de suprafa (mri,

fluvii). Fluviile se vars n mri i oceane, de la suprafaa crora apa se evapor n

atmosfer, i aa continu circuitul apei n natur.

Sursele de ap potabil Acestea sunt trei, care reprezint cele trei faze ale circuitului apei n natur:

apele subterane (freatice i de adncime);

apele de suprafa;

apele de precipitaii (ape meteorice).

Apele subterane Aceste ape au urmtoarele surse: infiltrarea apei de precipitaii prin straturile

solului, infiltrarea apei mrilor i lacurilor prin albiile acestora, condensarea vaporilor

de ap din aerul teluric i condensarea vaporilor degajai de magmele din

profunzime. Ele se mpart n ape freatice i de adncime.

196

Apele freatice

Sunt apele ce se acumuleaz deasupra primului strat impermiabil al solului,

cu nivel hidrostatic liber, uor contaminabil, nu are presiune i n plus debitul i

proprietile sunt variabile. Colectivitile rurale se alimenteaz de regul din apele

freatice, fiind uor abordabile; fntnile au 2-3 metri pn la 10-12 metri adncime.

Captarea lor trebuie fcut cu mari precauii: n amonte de centrele populate i

obiectivele industriale, priza de ap s fie acoperit de un sol filtrant suficient,

amenajarea s se fac corespunztor cu asigurarea unei zone de protecie sanitar.

Apele de adncime

Sunt acele ape ce se formeaz deasupra urmtoarelor straturi impermeabile,

subiacente primului strat. Stratul impermeabil inferior permite acumularea apei, iar

cel superior o acoper i asigur protecia acesteia. Fiind ntre dou straturi

impermeabile, apa se afl adesea sub presiune.

Ele au proprieti pe baza crora sunt considerate cele mai bune surse de

ap potabil:

sunt ferite de impurificri i contaminri;

au proprieti fizico-chimice stabile, dar concentraii mari de amoniu

din cauza proceselor chimice i biochimice din sol;

oxigenul dizolvat scade cu adncimea apei, poate deveni zero,

deoarece este consumat pentru oxidarea substanelor organice i

minerale din apa care s-a infiltrat;

coninutul n cloruri, sulfai este sczut, iar acetia din urm sunt

redui la hidrogen sulfurat;

coninutul n substane humice este nensemnat, oxidabilitatea fiind

redus;

apa este ireproabil din punct de vedere bacteriologic;

excepii n ceea ce privete coninutul de substane organice (humice)

se ntlnesc n vecintatea depozitelor subterane de turb;

sunt n general mineralizate, n funcie de natura rocilor traversate, pot

conine compui ai fierului, manganului, calciului, magneziului i

uneori gaze (bioxid de carbon, amoniac, hidrogen sulfurat);

apele mineralizate intens nu se folosesc ca ap potabil.

Apele de adncime ndeplinesc de obicei condiiile de potabilitate, fiind sursa

cea mai bun de ap potabil. Cantitativ nu pot acoperi nevoile colectivitilor mari i

197

uneori se pot polua, cnd abordarea lor nu se face corect, sau sunt prezente fisuri,

gropi, excavaii la nivelul solului, ce permit ptrunderea impuritilor etc.

Apele de suprafa Acestea cuprind dou tipuri: ape curgtoare (fluvii, ruri, praie, toreni) i

ape stttoare (mri, oceane, lacuri).

Ele provin din precipitaiile atmosferice, topirea zpezilor i din izvoare i

curg sau staioneaz n funcie de nclinarea solului.

Apele curgtoare

Cele permanente (rurile i fluviile) se pot folosi ca surse de aprovizionare cu

ap. Compoziia lor este variat de la izvor la vrsare, i de la un mal la altul. Debitul

lor constituie un criteriu important n alegerea ca surs de ap potabil i acesta

variaz de la valori mari, care pot provoca inundaii (dezghe, ploi toreniale) pn la

debite foarte reduse (perioade de secet). La proiectarea instalaiilor de

aprovizionare cu ap se ia n consideraie debitul minim anual asigurat tot timpul

anului.

Dup precipitaii intense sau dezgheuri, volumul lor crete, iar mineralizarea

scade prin diluia mare, pe cnd n de temperaturi crescute, n urma evaporrii

intense gradul de mineralizare crete. Solul (albia apelor curgtoare) exercit o

influen considerabil asupra compoziiei chimice a apelor iar sursele de poluare

determin coninutul n substane organice. Compoziia chimic a apei curgtoare

depinde foarte mult de proporia ntre cele dou surse de alimentare ale rului:

precipitaii, alimentare subteran, (din apele freatice).

Apele de iroire dup ploi i dezghe spal terenurile agricole, strzile etc

antrennd impuriti de tot felul, ca urmare crete coninutul de substane organice i

minerale, germeni, ou de parazii, suspensii, ngrminte, pesticide n apele

curgtoare.

Datorit coninutului crescut n substane organice, germeni microbieni etc

apele de suprafa nu pot fi folosite n alimentarea populaiei dect dup o prealabil

tratare n cadrul uzinei de ap.

Apele stttoare

Cuprind lacuri, mri, oceane.

Lacurile naturale constituie o surs mai bun de ap potabil comparativ cu

apele curgtoare atunci cnd au debite mari. Ele prezint avantajul c avnd bazinul

198

de alimentare mai redus n comparaie cu apele curgtoare, sunt mai bine aprate de

poluare.

n zonele de munte, lacuri au apa curat din cauza timpului ndelungat de

staionare a apei (adevrate bazine de sedimentare).

Dei sunt ape stttoare, apa lor nu este imobil, deoarece din cauza

diferenelor de temperatur iau natere cureni verticali, pn la adncimi de 30 de

metri. De asemenea, vnturile de la suprafaa lacurilor creeaz cureni orizontali

pn la adncimea de 10 metri.

Dei este agitat, apa din lacuri are o dispoziie stratificat chimic i

microbian, de aceea este posibil o captare a apei la adncime cu calitile dorite.

Lacurile de acumulare pot fi folosite pentru diverse scopuri (furnizarea de

energie electric, irigaii, piscicultur etc.) dar i n aprovizionarea cu ap a centrelor

populate.

Apa mrilor i oceanelor are o compoziie chimic complex, coninnd

sruri (3,5%) constituite n proporie crescut din clorur de sodiu (78%) i altele,

cum ar fi clorura i sulfatul de magneziu, n proporii mai mici bromura de magneziu,

carbonatul de calciu etc. Pentru a fi folosit ca ap potabil, apa mrilor i oceanelor

necesit tratamente speciale, care s asigure n primul rnd o desalinizare

corespunztoare

POLUAREA I AUTOPURIFICAREA APEI

Poluarea apei este dat de modificarea calitii acesteia care rezult din

activitile umane i mult mai rar este de origine natural, care o face nefolosibil n

diverse scopuri pentru care este utilizat n stare normal.

Principala cauz a polurii const n deversarea apelor reziduale rezultate

din activitatea domestic i industrial.

Formele de poluare ale apei Poluarea natural Aceasta este pasager i este dat de reziduuri organice descompuse, de

microorganisme, resturi vegetale, cadavre aduse de apa de precipitaie, clorura de

sodiu pe terenurile srate. Toi aceti poluani intr n descompunere i ca atare

199

necesit oxigen, de aceea duc la reducerea acestuia din ap i ca urmare la

scderea ecosistemului acvatic. Cnd nu mai este oxigen descompunerea se face n

condiii anaerobe i se formeaz metan, hidrogen sulfurat, amoniac, care duc la

dispariia petilor i dezvoltarea unor specii de organisme anaerobe.

n apele stttoare, n aceste condiii se ntlnete nflorirea apei care

const n dezvoltarea n mas a unor specii de alge i diatomee ceea ce duce la

modificarea culorii, a mirosului, apa devine toxic.

Poluarea artificial Este cauzat cel mai frecvent de apele uzate, care rezult din folosirea apei

pentru diverse scopuri. Poluarea poate fi de natur chimic, fizic, biologic.

Poluarea chimic provine din procesele industriale i este dat de diverse

substane chimice care imprim gust, miros, culori particulare, crete turbiditatea,

scade oxigenul dizolvat, se modific pH-ul, calitile biologice, poate genera

intoxicaii acute sau cronice.

Poluarea fizic este dat de suspensiile organice i/sau minerale care cresc

turbiditatea apei ce influeneaz penetrarea radiaiei solare i ca atare flora i fauna

acvatic. Aceast poluare fizic poate fi i de origine termic cu ape calde, ce

influeneaz viaa florei i faunei.

Poluarea biologic este dat de bacterii, virusuri, protozoare, helmini etc

care pot determina patologia hidric de natur infecioas.

Patologia radiologic este datorat utilizrii substanelor radioactive, care se

concentreaz n fito i zooplancton, n petii care se hrnesc cu fito i zooplancton,

iar prin ingeastia speciilor marine se contamineaz omul care se gsete la captul

lanului trofic alimentar.

Sursele de poluare ale apei Acestea sunt de dou categorii: surse organizate i surse neorganizate.

Sursele organizate de poluare Sunt reprezentate de apele reziduale rezultate din colectivitile umane. Ele

sunt produse n mod permanent, sunt cunoscute i ca atare nu ridic probleme

pentru comunitate, atunci cnd sunt corect tratate nainte de deversare.

Apele reziduale pot fi dup originea lor: comunale, industriale i zootehnice.

200

Apele reziduale comunale provin din locuine, instituii publice i se

caracterizeaz printr-o ncrctur bogat de substane organice, germeni (bacterii,

virusuri )i parazii, substane chimice utilizate n gospodrie (detergeni, insecticide)

i ca atare prezint un risc infecios ridicat.

Apele reziduale industriale au o structur variabil dup profilul industriei ce

le genereaz. Pot conine substane potenial toxice (reziduuri de petrol, fenoli,

crezoli, cianuri, metale grele etc) i microorganisme (industria alimentar, pielrii), ele

prezint n special risc toxic.

Apele reziduale zootehnice provin din uniti de cretere a animalelor, conin

germeni n cantitate mare, substane organice, antibiotice, biostimulatori, pesticide i

prezint risc infecios i toxic.

Sursele neorganizate de poluare Aceste surse au caracter accidental, temporar. Ele nu sunt cunoscute i de

aceea sunt greu de stpnit. Este vorba de deversri ale reziduurilor provenite din

activitile umane din apropierea surselor de ap i de apele meteorice care spal

solul ce are o ncrctur biologic i chimic variat i n final ajung n apele de

suprafa. Rentoarcerea n ruri sau lacuri a apelor de irigaie a terenurilor agricole,

care de regul sunt tratate cu pesticide, fertilizante etc constituie un alt prilej de

poluare neorganizat a cursurilor de ap.

Autopurificarea apei Autopurificarea apelor de suprafa: debarasarea de impuritile primite,

nct dup un anumit timp acestea s poat ajunge la calitile pe care le-am

prezentat nainte de poluare.

Apele de suprafa Acestea pot conine impuriti de natur mineral (particule de argil sau

nisip suspendate n ap) ce provin de la izvoare sau sunt aduse de aflueni, care se

depun atunci cnd pe parcurs viteza de curgere a apei scade. Impuritile de natur

organic ajung n apele de suprafa odat cu apele reziduale neepurate ale

localitilor i ntreprinderilor industriale.

Substanele poluante ale apelor de suprafa pot fi de dou tipuri dup

comportamentul lor n mediul acvatic:substane care persist nemodificate, nefiind

201

supuse procesului de autopurificare i substane care se descompun, fiind

biodegradabile. Exemple de substane care nu se modific: clorurile reprezint un

exemplu tipic, concentraia lor n ap depinznd de diluie. Din contra, amoniacul

este o substan care este supus procesului de autopurificare, trece n nitrit prin

oxidare i ulterior n nitrat prin acelai proces chimic. Acesta este asimilat de alge i

apoi de organismele animale. Reziduurile de carbohidrai sunt descompuse pn la

bioxid de carbon care trece n aer. Metalele grele pot fi precipitate sub form de

sruri insolubile i ndeprtate prin sedimentare.

Rapiditatea reaciilor depinde de temperatur, pH, concentraia altor

substane, msura n care rul este acomodat la o atare poluare. Stabilizarea,

respectiv oxidarea nitriilor n nitrai sau a sulfiilor n sulfai se efectueaz rapid.

O atenie deosebit trebuie acordat efectului polurii asupra coninutului n

oxigen solvit, deoarece trebuie ca poluarea s nu cauzeze scderii neacceptabile ale

concentraiei oxigenului solvit.

Nitraii i fosfaii reprezint substane nutritive care n lacurile cu ape dulci

determin o puternic proliferare a algelor (nflorirea apei) ce confer miros i gust

neplcut apei. Tratarea clasic a apelor reziduale menajere n cadrul staiilor de

epurare nu are efect de prevenire a mbogirii efluentului cu substane nutritive,

deoarece produii finali ai epurrii sunt nitraii, fosfaii, carbonaii, care de fapt

reprezint principalele substane eutrofizante.

Procesele de autopurificare

Sunt constituite din procese fizice, chimice, biologice i biochimice.

Procesele fizice au un rol important n autopurificarea apei i constau n:

diluie i amestec, sedimentare, aciunea radiaiilor solare i a temperaturii apei.

Diluie i amestec : dup deversarea apelor reziduale ntr-un receptor (fluviu,

ru, lac) are loc diluia acestora care depinde de raportul dintre debitul receptorului

(Q) i cel al efluentului (q). Diluarea apelor reziduale n apa rului este condiionat

de amestecul complet al apelor reziduale cu apa bazinului receptor; cu ct receptorul

este mai tumultuos i mai puin ntins, amestecul se face mai bine i mai repede.

Sedimentare: depunerea treptat a substanelor minerale i organice n

suspensie n albia rului, care se face cu viteze diferite n funcie de greutatea

particulelor, temperatura apei (sedimentarea este influenat pozitiv de temperatur),

adncimea ei (invers proporional cu aceasta) i n special de viteza de curgere

202

(sedimentarea este mai rapid cu ct viteza de curgere este mai mic). Odat cu

particulele sedimenteaz i germenii, paraziii, care sunt absorbii de acestea.

Radiaiile solare prin componena UV acioneaz la suprafaa apei, cu

condiia ca aceasta s fie transparent, exercitnd un efect bacteriostatic i

bactericid.

Temperatura apei influeneaz supravieuirea germenilor patogeni n ap,

care sunt obinuii cu temperatura corpului uman sau animal i nu ntlnesc condiii

prielnice de supravieuire n ap. n mod indirect temperatura apei influeneaz

reaciile chimice i biochimice care au loc n ap i care contribuie la autopurificarea

acesteia.

Procesele chimice au un rol secundar n autopurificare. Este vorba de reacii

de oxidare, reducere, neutralizare, adsorbie, absorbie, precipitare, floculaie, care

au loc n masa bazinului receptor.

Procesele biochimice duc la transformarea i descompunerea a materiei

organice. Pentru desfurarea acestor procese particip microorganisme (bacterii,

ciuperci etc) specializate n procesele respective. Are loc scindarea moleculelor cu

greutate molecular ridicat i mineralizarea lor.

Modul i intensitatea descompunerii substanelor organice sunt influenate

de o serie de factori: temperatura apei, nsorirea, pH-ul apei, tensiunea oxigenului

(dac oxigenul este abundent, procesele de descompunere vor fi realizate pe cale

aerob, dac acesta lipsete procesele sunt anaerobe iar produii finali rezultai sunt

diferii) etc. Substanele organice pot fi uor degradabile (ape reziduale menajere)

sau greu biodegradabile (reziduuri petroliere, celulozice, fenoli, detergeni etc.).

n concluzie, apele uzate trebuie reintroduse n circuitul apei n natur, iar

asigurarea meninerii sanogenitii apei bazinelor receptoare reclam tratarea apelor

uzate, eliminnd din ele tot ceea ce este nociv sau toxic pentru flora acvatic, nct

activitatea purificatoare a acesteia s nu fie perturbat.