Библиографическое описание:

Нор П. Е., Андреева Т. Ю., Новошинская Е. А. Диагностика показателей качества подземных вод // Молодой ученый. — 2016. — №25. — С. 172-176.



Качество питьевой воды напрямую связано со здоровьем населения. Все чаще население пытается добывать воду самостоятельно, в силу разных причин. Качество вод добываемых из колодцев никто не диагностирует на качество, нередко такие воды перенасыщены ионами железа, хлорид-ионами и ионами жесткости, вследствие чего вода становится непригодной не только для питья, но и для сельскохозяйственного и технического использования. Диагностирование, хотя б по минимальным показателям качества вод подземных источников крайне необходимо. В этой работе исследовали пять проб воды из колодцев, которые расположены в садоводческих товариществах, где жители употребляют эти воды повсеместно и для разных целей. Результаты показали превышение по некоторым показателям, что в свою очередь требует введение необходимой очистки воды для улучшения качества исследуемой воды.

Ключевые слова:ионы железа, хлориды, определение показателей качества в грунтовых водах, методы очистки от ионов железа, хлоридов

Подземные воды по условиям залегания подразделяют на почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские и минеральные. Из всех названных вод, грунтовые воды являются самыми доступными для водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов [1]. Они образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. Для добычи таких вод в пользование достаточно сделать колодец или скважину с гравийной отсыпкой. Уровень грунтовых вод, в зависимости от сезона года то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время, вследствие чего свойства вод меняются в связи с загрязнениями и сезоном года.

Наиболее опасными загрязняющими веществами являются тяжелые металлы, которые попадая в организм человека, в больших количествах (относительно норм ПДК), долго не выводятся и, концентрируясь, могут оказывать отравляющее действие на организм [2, 3].

В некоторых случаях, при необходимости постоянного приобретения чистой воды для обеспечения своих потребностей, люди вынуждены добывать воду для питья и хозяйственно-бытовых нужд самостоятельно и сравнительно бесплатно, то есть добывают воду для себя из самых доступных источников, подземных (колодцев или скважин). Но при употреблении такой воды, к сожалению, никто не дает заключений о качестве и пригодности ее при использовании для: приготовления пищи; хозяйственно-бытовых нужд; полива растений. В ней могут содержаться примеси тяжелых металлов, соли, органические загрязнители и микробиологические патогенные бактерии.

Целью работы было дать заключение о качестве вод, используемых собственниками колодцев, для питьевых и других нужд. Задачами являлись диагностика проб воды на некоторые показатели качества воды, ориентируясь на нормы предельно-допустимых значений для питьевой воды. Изучение происхождение ионов железа в подземных водах, хлоридов и др. показателей и их влияние на качество воды, предложение доступных методов очистки вод от соединений, превышающих нормы предельно-допустимых значений, тем самым повышая качество исследуемой воды и увеличивая возможность применения ее для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд.

Грунтовые воды обогащаются железом при вымывании его из горных пород и глин, насыщенных пиритом. Также большое количество ионов железа поступает в водоемы и подземные воды со сточными, ливневыми стоками от предприятий различных промышленностей и с сельскохозяйственными смывами с полей. Железо в водах колодцев и скважин присутствует в окисленном и восстановленном виде, но при взаимодействии с кислородом воздуха всегда окисляется и выпадает в осадок. Такие воды в первые минуты поднятия с глубины чисты и прозрачны, но через некоторое время у них появляется ржаво-бурый оттенок, который, в свою очередь увеличивает цветность и мутность воды. С превышением предельно-допустимой концентрации (ПДК = 0,3 мг/дм3) вода вызывает ржавые потеки на сантехнике и пятна на стираемом белье. Вкус воды с превышением содержания ионов железа имеет неприятный вяжущий металлический вкус, что характеризует такую воду, как непригодную ни для технического, ни для питьевого использований. Именно поэтому показатель содержания ионов железа в воде относят к органолептическим лимитирующим показателям вредности. В случае употребления воды человеком с повышенным содержанием ионов железа возможны: утрата веса, раздражение кожи, аллергические реакции, увеличение размера печени, проблемы с щитовидной железой и др. Для применения в промышленности такая вода тоже будет малопригодна, так как будет вызывать в системах водоснабжения появление окисленного трёхфазного железа (ржавчины), которая может являться причиной прорывов систем.

Наличие хлоридов в подземных водах может быть вызвано вымыванием соляных залежей либо попаданием в нее стоков. Ввиду высокой растворимости всех хлористых солей, хлориды редко выпадают в осадок. Этот процесс становится возможным только в случае испарения или замерзания субстанции [4].

Предельный показатель наличия этих примесей в воде — 350 мг/л, в случае его превышения вода приобретает солоноватый вкус и становится непригодной для хозяйственно-бытовых нужд. Очищать воду от хлоридов необходимо еще и потому, что такая жидкость способствует: появлению заболеваний у человека и домашних животных; раздражению кожи, глаз, слизистых оболочек и органов дыхания; выведение из строя бытовых электроприборов (чайников, стиральных машин и др.); нанесению вреда коммуникациям (трубам, отопительным котлам).

Жесткостьприродной воды зависит главным образом от наличия в ней растворенных солей кальция и магния, суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью. Воды с жесткостью более 10 мг. экв/дм3 принято считать жесткими [5].

Анализ воды на ионы железа, хлориды, жесткость и др. показатели необходим для самых разных типов воды, а в первую очередь важен для вод питьевого назначения.

Для определения количества ионов железа, был выбран физико-химический метод анализа — фотоколориметрия. Метод основан на определении концентрации вещества по интенсивности окраски растворов. Оптическую плотность растворов регистрировали на портативном микропроцессорном фотоколориметре «ЭКОТЕСТ-2020» при длине волны 525 нм, погрешность измерений не превышала 2 %. Количество хлорид-ионов, жесткость, кислотность, щелочность и окисляемость воды определяли химическим методом с помощью титриметрического анализа [6].

Исследование проводилось в течение 2015-2016 гг., пробы отбирали в осенний и весенний сезоны. Материалом для исследования послужили пробы воды из пяти колодцев, имеющих питьевое назначение, расположенных на землях сельскохозяйственного назначения в г. Омске и Омской области. Пробоотбор проводили ручным способом, отбирали среднюю пробу, количество проб, из каждого колодца, равнялось трем, а количество проводимых параллельных измерений — шести. Полученные результаты приведены в табл. 1,2.

Результаты исследования показали, что исследуемые воды относятся к жестким и очень жестким водам, это подтверждает и показатель щелочности, который показывает наличие гидрокарбонатов в воде, то есть отвечает за временную жесткость. В пробах № 1, 3, 5 регистрируется большое количество хлорид-ионов (от 1 ПДК до 9 ПДК). Наибольшее содержание ионов железа обнаружено в колодце, которому отвечает проба № 3, что находится в согласии с показателем цветности, он для этой пробы наибольший.

Таблица 1

Количественные показатели качества исследуемой воды (осень 2015)

п/п

Наименование

показателя

Предельно-допустимые значения

Результаты исследования

Проба №1

Проба №2

Проба №3

1

Общая жесткость (˚Ж)

7

16

11

22

2

Щелочность (мг/ дм3)

6,5

8

9

12

3

Хлориды (мг/ дм3)

350

728

266

3160

5

Окисляемость (мг/ дм3)

5

4,6

5

5,4

6

Кислотность (мг/л)

7,5

4,6

5,6

4,8

7

Цвет (0)

200

17

14

20

8

Ионы железа мг/дм3

0,3

0,15

0,25

0,9

Таблица 2

Количественные показатели качества исследуемой воды (весна 2016)

п/п

Наименование показателя

Предельно-допустимые значения

Проба

1

2

3

4

5

1

Общая жесткость (˚Ж)

7

12

7

16

10

8

2

Щелочность (мг/ дм3)

6,5

4

9

10

1,2

2,8

3

Хлориды (мг/ дм3)

350

443

107

1050

426

284

5

Окисляемость (мг/ дм3)

5

4,6

5,0

5,0

7,0

1,0

6

Кислотность (мг/ дм3)

7,5

2,6

0,6

4,4

4,2

1,0

7

Цвет (0)

200

15

14

20

10

10

8

Ионы железа мг/дм3

0,3

0,1

0,25

0,8

0,18

0,23

При сравнении показателей полученных осенью и весной, очевидно снижение некоторых количественных характеристик, вследствие поступления в грунтовые воды большого количества паводковых вод.

Воды из исследуемых колодцев, в основном, употребляются жителями в летний период, так как находятся в садоводческих товариществах, для питья, полива растений и др. нужд. Для употребления воды для этих целей, из колодцев номер 1, 3 и 5, необходимо применять дополнительные методы очистки воды, такие как:

– отстаивание воды (употребление воды в течение 10 часов, после отстаивания);

– заморозка;

– пропускание через слой кремния или шунгита (такие минералы также могут эффективно обеззаразить воду);

– пропускание через фильтрующий слой угля;

– применением фильтра обратного осмоса или ионного обмена (наиболее предпочтительный метод, так как снижает и содержание хлоридов).

Соблюдая выше перечисленные рекомендации, можно провести эффективное очищение воды и справится с наиболее распространенной проблемой владельцев скважин и колодцев.

Но при таких количественных показателях хлоридов и железа, как в пробе № 3, следует ожидать небольшого эффекта очищения в бытовых условиях воды, следовательно она практически непригодна для использования ни в каких целях.

Делать заключение о пригодности воды для питьевых нужд, при диагностике ее только на наличие ограниченного количества показателей нельзя, необходимо учитывать и другие показатели, такие как нитраты, марганец, микробиологические показатели и др. Но и по исследуемым показателям уже можно дать предварительное заключение о качестве воды. В природных водах в первую очередь, чаще всего обнаруживается повышенное количество ионов хлорида и железа, что и делает эту воду непригодной для употребления. И не всегда эти показатели превышены из-за природных свойств, иногда это и антропогенные причины воздействия на почву, а как следствие и на подземные воды. Поэтому при решении о расположение колодцев нужно учитывать антропогенную нагрузку на близко расположенные участки Земли и др. характеристики.

Литература:

  1. В. В. Дроздов, Общая экология. — СПб. : РГГМУ, 2011 — 412 с.
  2. Влияние показателей качества воды на здоровье человека: [Электронный ресурс]/Автоматические модульные станции водоподготовки и водопотребления. URL: http://waterstation.pro/info/stati/vliyanie-kachestva-vody.php. (Дата обращения 03.11.16).
  3. Очистка воды от хлоридов // Информационный портал Системы очистки воды. — Режим доступа: http://sistemyochistkivody.ru/ochistka-vodyi-ot-xloridov.html (дата обращени: 10.03.2016).
  4. Влияние показателей качества воды на здоровье человека: [Электронный ресурс]/Автоматические модульные станции водоподготовки и водопотребления. URL: http://waterstation.pro/info/stati/vliyanie-kachestva-vody.php. (Дата обращения 03.11.16).
  5. Нор П. Е., Фитисова М. С. Оценка экологического состояния бассейна реки Ишим // Молодой ученый. — 2014. — № 5. — С. 183-185.
  6. П.Е. Нор, Е. О. Карпова, И. Ю. Нагибина, Е. Г. Холкин, Экология [Электронный ресурс] — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle