Загрязнение и самоочищение воды

Источники загрязнения: таяние снегов, сбросы заводов, судоходство, сплав леса, купание, водопой скота, ядохимикаты. Загрязнение подземных вод происходит по вине промышленных и с/х предприятий через землю. Бактериологическое загрязнение: выгребные ямы, скотомогильники

Факторы самоочищения водоемов:

• Физические
• Химические
• Биологические: участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки, устрицы, амебы, двухстворчатые моллюски
• Физические: разбавление, растворение загрязнений, бактерицидное действие
• УФО.

В РФ имеются большие запасы пресной воды, но природа неравномерно распределила воду, как по времени года, так и по территории. Большая часть стока ре сбрасывается на севере и северо-востоке, где мало обжитых районов. Используются открытые и подземные источники.

Подземные источники делятся на:

• Грунтовые
• Верховодка
• Артезианские
• Родники

Подземные воды образуются двумя путями: фильтрация атмосферных осадков через почву и фильтрация воды рек, озер через русло этих водоемов. По отношению к воде все породы делятся на:

• Водопроницаемые: песок, супесок, гравий, галечник, известняк дробленный.
• Водонепроницаемые: сплошные залежи гранита, глины, известняка.

Вода, которая скапливается на первом и последнем водоупорных слоях называется грунтовой или ненапорной. В колодцах она устанавливается на уровне водонапорного горизонта. Глубина залегания грунтовых вод колеблется от одного до нескольких десятков метров. Грунтовые воды не загрязнены и вполне пригодны для питьевого водоснабжения. Чем глубже водоносный коридор и чем лучше он закрыт водонепроницаемыми слоями, тем чище вода. Но состав грунтовых вод отражает состав почвы. Опасно бактериальное загрязнение, муть. В зависимости от преобладания минерального компонента в воде выделяют следующие тины грунтовых вод: хлоридно-натриевые, карбонатно-сульфатно-кальциевые, сульфатно-щелочные. Кафедра общей гигиены провела исследование грунтовых вод по солевому составу, вода в основном относится к классу гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-кальциевых и реже сульфатно-натриевых. Минерализация в широких пределах от 250 - 12тыс. мг/л. Наиболее высокая на юго-западе области. В северо-восточном направлении и в поймах рек минерализация значительно ниже и отвечает требованиям водного источника. Бактериальный состав грунтовых вод свидетельствует о степени загрязнения воды. Гигиеническая оценка свидетельствует о целесообразности использования их для местного водоснабжения.

Скопление под землей высокого уровня собственно грунтовых вод называется верховодка. Она образуется на поверхности водоупорных или слабопроницаемых пород, которые включены в виде линзы в толщу водонепроницаемых слоев. Она близко от поверхности земли, легко загрязняется. Считается непригодной в качестве источника водоснабжения.

Артезианские - межпластовые залежи, ниже 1-2 водоупорных слоев и не имеют области питания сверху или она может быть на далеком расстоянии. Глубина залегания различна: от 300-400м. до 1000-ПООм. Воды характеризуются полной прозрачностью, бесцветностью, отсутствием органических загрязнений и высокой частотой в бактериальном отношении. Физико-химический состав не меняется в зависимости от сезона года и других факторов. Для артезианских вод в Омске характерна зональность по минерализации, которая увеличивается с глубиной и от северо-западного направления к центру бассейна. Для целей водоснабжения эти воды используются для юго-восточных и центральных районов области, где минерализация не более 1-2 гр./л. Характерной чертой этих вод является их мягкость, общая жесткость ниже 1 мгэкв/л, щелочность до 21,4 мгэкв/л. Содержит в высоких концентрациях бор - до 7,9 мг/л (Норма 0.5). Иногда в низких местах рельефа вода выходит на поверхность, и образуются естественные выходы подземных вод.

Чаще используются открытые источники: ручьи, реки, озера, пруды, водохранилища. Состав воды не отличается постоянством. После вскрытия реки снижена минерализация и окисляемость, но идет бактериальное загрязнение. Опасно - спуск сточных вод в водоемы. Озера могут быть различной величины и глубины. Пруды наименее пригодны как источник, так как легко загрязняются и имеют небольшой запас воды.

Вода может подвергаться минерализации и цветению. Минерализация - борьба путем выпуска нижних минерализованных слоев. Цветение - борьба путем применения химических веществ. При выборе источника из подземных вод лучше использовать артезианские напорные, источник второго выбора - межпластовые ненапорные, далее родниковые, грунтовые, верховодка и поверхностные. По чаще используются открытые водоемы, более загрязненные. Основные вещества: нефтепродукты, фенолы, органика антропогенного характера.

Существует две системы организации водоснабжения: централизованная и децентрализованная (село, частный сектор). Для организации колодцев выбирают наиболее возвышенные места, необходимо ограждение. Рекомендуются железобетонные сооружения. Колодец снабжают насосом и навесом. Однако чаще используется централизованное водоснабжение.

Водопровод состоит из головных сооружений и водопроводной сети.

Головные сооружения - для забора и улучшения качества воды; это резервуар для чистой воды, хозяйственные части, водонапорные башни. Место для забора нужно располагать выше источника загрязнения.

На каждом водопроводе необходимы зоны санитарной охраны (СанПиН 2.1.4027-95). Зоны имеют пояса: первый - пояс строгого режима (охватывает территорию, где находятся водозаборные, водонапорные и очистные сооружения), второй и третий - пояса ограничений. Первый пояс - территория, на которой размещены головные сооружения - вверх по течению не более 200 м., вниз не менее 100м. Запрещено проживание и доступ посторонних лиц. Второй и третий пояс - запрет на спуск сточных вод. Границы этих поясов совпадают, не менее 3-5 км. в зависимости от ветров (при наличии нагонных ветров до 10% - З км., и 5 км. при наличии нагонных ветров более 10%)

Прежде всего, вода подвергается отстаиванию, для чего используются отстойники, горизонтальные или вертикальные. Вода в них двигается со скоростью 4-6 сантиметров в секунду, глубина 3-4 метра. Осадок периодически убирают.

Коагуляция воды. В качестве коагулянта используют сернокислый алюминий, при добавлении которого в воду происходит реакция с бикарбонатами магния и кальция, образуется гидроокись алюминия, хлопья захватывают микроорганизмы и другие взвешенные вещества. При небольшой карбонатной жесткости процесс идет вяло, поэтому добавляют соду и известь. Также влияют: рН, температура, коллоиды, характер взвеси.

После проведения коагуляции производят фильтрацию (скорую или медленную). Существует фильтр АКУ(академии коммунального хозяйства).

После фильтрации воду обеззараживают различными методами: хлорирование, озонирование, УФО, ионы серебра, кипячение.

Чаще используют хлорирование (впервые в 1884г. в Германии). Газообразный хлор используют с 1917 г. В 1928-1930 гг. вошли в применение хлораторы. При добавлении хлора к воде образуется хлорноватистая кислота, которая диссоциирует с образованием гипохлористой кислоты. Последняя обладает бактерицидным действием. При обеззараживании лишь 1-2% активного хлора идет непосредственно на обеззараживание. В основном, он взаимодействует с различными веществами, находящимися в воде, что определяет хлорпоглощаемость воды. Количество активного хлора в мг., необходимое для обеззараживания 1 литра воды называется хлорнотребностыо. Доза хлора для хлорирования 1 литра воды складывается из величины хлорпоглощаемости + 0.3мг. активного хлора. Необходимые условия: хорошее смешивание и достаточное время контакта хлора с водой (летом - 30 мин., зимой - 1 час). Хлорирование резко снижает заболевания ЖКТ, но ухудшает органолептические свойства воды, возможно, канцерогенное действие хлора.

При озонировании рассчитывают на бактерицидные свойства озона, вода приобретает голубой цвет, процесс протекает быстро, но метод не экономичен, так как требует больших затрат электроэнергии.

Серебро используют на судах.

УФО (250-260нм.), эффект зависит от прозрачности воды.

Кипячение - невозможно обрабатывать большие количества воды, часто вторичное загрязнение микрофлорой.