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. Фитисова М. С. Оценка экологического состояния бассейна реки Ишим // Молодой ученый. — 2014. — № 5. — С. 183-185
    Основные термины (генерируются автоматически): ионов железа, очистки воды, качества воды, показателей качества воды, проб воды, питьевой воды, употребления воды, подземные воды, хозяйственно-бытовых нужд, содержания ионов железа, показатели качества воды, Качество питьевой воды, необходимой очистки воды, употребления воды человеком, Подземные воды, диагностика проб воды, грунтовые воды, приобретения чистой воды, Грунтовые воды, мутность воды.

Ключевые слова

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

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос