Библиографическое описание:

Горский В. Е., Зейнетдинова О. Г., Титова Е. С., Данилов П. В., Каменчук В. Н., Жиганов К. В., Пронин А. В., Дашевский А. Р. Основные показатели загрязнения родниковых вод // Молодой ученый. — 2017. — №9. — С. 198-201.



В питьевом водоснабжении населения в настоящее время все большее значение начинают приобретать подземные источники. На них основано водное хозяйство более 25 % городов мира, в том числе и многих крупных. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке, так как во многих случаях трудности возникают не столько из-за недостаточного объёма воды, сколько из-за её низкого потребительского качества. Качество подземных вод на большей части территории Российской Федерации соответствует требованиям к питьевым водам. Вместе с тем на территории страны распространены различные гидрогеохимические провинции, где наблюдается природное несоответствие качества подземных вод нормируемым показателям питьевых вод.

Водородный показатель (рН)

Водородный показатель, pH — это мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность.

В зависимости от уровня рН воды, можно разделить на несколько групп:

− сильнокислые воды < 3

− кислые воды 3–5

− слабокислые воды 5–6.5

− нейтральные воды 6.5–7.5

− слабощелочные воды 7.5–8.5

− щелочные воды 8.5–9.5

− сильнощелочные воды > 9.5.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. При высоких уровнях (рН>11) вода приобретает мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Низкий pH<4 тоже может вызывать неприятные ощущения. Влияет pH и на жизнь водных организмов. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 единиц.

Общая минерализация (сухой остаток).

Общая минерализация — это показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества). Также этот показатель называют содержанием твердых веществ или общим солесодержанием. Растворенные газы при вычислении общей минерализации не учитываются.

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках. Многие минеральные воды используются в медицине для профилактики и лечения заболеваний систем и органов

Общая жёсткость.

Жёсткость воды — это совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»). Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов Ca и Mg. Рекомендованная единица СИ для измерения концентрации — моль на кубический метр (моль/м³), однако, на практике для измерения жёсткости используются градусы жёсткости и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л).

Высокая жесткость воды ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая негативное воздействие на органы пищеварения. Именно жесткость вызывает образование накипи в чайниках и других устройствах кипячения воды.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

СПАВ относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в поверхностные воды. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты), кальцинированная сода, карбоксиметил-целлюлоза, силикаты натрия.

СПАВ оказывают негативное влияние на кожный покров человека. Эти соединения вызывают зуд, раздражение кожи головы, выпадение волос. Синтетически поверхностно-активные вещества, проникая в организм, накапливаются в сердце, головном мозге, печени, подкожно-жировой клетчатке и продолжают свое негативное действие длительное время.

Тяжёлые металлы.

Термин «тяжёлые металлы» (ТМ), характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение.

В работах, посвящённых проблемам загрязнения окружающей природной среды, на сегодняшний день относят более 40 металлов периодической системы Д. И. Менделеева с атомной массой свыше 40–50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др.

Для гидробиоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.

При воздействии ртути на организм человека возникают нарушения работы центральной нервной системы, мочеполовой системы, развиваются воспалительные заболевания пищеварительной системы; нарушение зрения и слуха.

Свинец — типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почве, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Воздействие повышенных концентраций свинца приводит к изменению репродуктивной, нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и эндокринной систем.

Кадмий широко используется в производстве никель-кадмиевых аккумуляторов, а также содержится в сигаретном дыме. Хроническое отравление кадмием приводит к риску возникновения различных патологических состояний: кардиомиопатии, артериальной гипертензии, иммунодефициту, аденоме предстательной железы; поражениям печени, анемии, нарушению функции почек, остеопорозу; деформации скелета; онкологических заболеваний.

Нитраты.

Нитраты поступают в воду через промышленные и сельскохозяйственные стоки. Как правило, нитраты в естественном виде проникают в грунтовые воды с полей и оттуда попадают в неглубокие скважины, реки, озера или колодцы. Наибольшие концентрации нитратов обнаруживаются в поверхностных и приповерхностных подземных водах, наименьшие — в глубоких скважинах. Очень важно проверять на содержание нитратов воду из колодцев, родников, водопроводную воду, особенно в районах с развитым сельским хозяйством.

Нитраты попадают в организм человека с некачественной питьевой водой, которая загрязнена продуктами распада органических веществ или содержанием азотнокислых солей. Особенная опасность попадания вредных веществ в воду связана с близостью сельскохозяйственных полей, с которых смываются удобрения, попадая в ближайшее водохранилище.

Накопление нитратов и нитритов в кишечнике способствует, образованию канцерогенных соединений нитрозаминного типа. Такое накопление опасных соединений в организме может привести к образованию злокачественных опухолей.

Марганец.

Значительное место среди загрязняющих воду металлов занимает марганец, превышение допустимого содержания которого делает воду родников не только не пригодной для употребления, но и опасной для здоровья. Российские санитарные нормы ограничивают уровень предельно-допустимого содержания марганца в воде хозяйственно-питьевого назначения до 0,1 мг/л.

Повышенное содержание марганца ухудшает органолептические свойства воды, и что самое опасное, негативно влияет на здоровье человека.

Отрицательное влияние марганца в первую очередь сказывается на функционировании центральной нервной системы. Его избыточное накопление проявляется в виде постоянной сонливости, ухудшении памяти, повышенной утомляемости. Марганец является политропным ядом, который оказывает вредное воздействие на работу легких, сердечнососудистой системы, вызывает аллергический и мутагенный эффекты.

Доза, приводящая к отравлению марганцем, составляет 40 мг в день.

Натрий.

Натрий является одним из главных компонентов химического состава природных вод, определяющих их тип.

Основным источником поступления натрия в поверхностные воды суши являются изверженные и осадочные породы и самородные растворимые хлористые, сернокислые и углекислые соли натрия. Большое значение имеют и биологические процессы, в результате которых образуются растворимые соединения натрия. Кроме того, натрий поступает в природные воды с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами и с водами с орошаемых полей.

В поверхностных водах натрий мигрирует преимущественно в растворенном состоянии. Концентрация его в речных водах колеблется от 0,6 до 300 мг/3 в зависимости от физико-географических условий и геологических особенностей водных объектов. В подземных водах концентрация натрия колеблется в широких пределах — от миллиграммов до десятков граммов в 1 литре. Это определяется глубиной залегания подземных вод и другими условиями гидрогеологической обстановки.

ПДК натрия составляет 200 мг/дм3.

Обычно соли натрия не обладают острой токсичностью, поскольку органы мочевыделительной системы эффективно выводят натрий. Чрезмерное употребление солей натрия может спровоцировать серьезные заболевания сердечно-сосудистой, мочевыделительной систем, задержку воды в тканях.

Серьезный риск возникновения хронической сердечной недостаточности, сопровождающейся застойными явлениями, может быть результатом избыточного потребления соли.

Калий.

Один из наиболее часто встречающихся в составе воды химических элементов — калий. В находящиеся в поверхностных слоях почвы воды, калий поступает из геологических пород (слюды, полевого шпата) и растворимых солей. Также причиной образования растворимых соединений калия в природных водах служат процессы выветривания и прочих биологических процессов. Насыщение природных вод калием происходит еще по причине попадания сточных вод, промышленного и бытового происхождения, водой, сбрасываемой с орошаемых сельскохозяйственных полей и сельскохозяйственными стоками.

Концентрация соединений калия в речных водах чаще всего не выше 18 мг/л, колебание концентрации в подземных водах возможно в диапазоне от миллиграммов до десятков граммов в 1 литре воды. Факторами, оказывающими существенное влияние на концентрацию калиевых соединений, являются: состав подземных пород, глубина залегания подземных водоносных слоёв и ещё множество гидрогеологических факторов.

Избыток калия происходит к нарушению основных функций сердца: уменьшается возбудимость сердечной мышцы, ритм сердечных сокращений замедляется, ухудшается его проводимость, ослабляются силы сердечных сокращений. Кроме того, в больших количествах ионы калия могут вызвать остановку сердца. Токсическая доза калия составляет 6 грамм. Летальной дозой является доза в 14 грамм.

Температура воды.

Температура очень важна для поддержания высокого качества воды. От нее зависят многие физические, химические и биологические свойства воды. Температура определяет:

− количество кислорода, которое может раствориться в воде (в холодной воде может содержаться больше кислорода, чем в теплой, потому что газы легче растворяются в холодной воде);

− фотосинтетическую деятельность водорослей и растений-макрофитов;

− скорость метаболических процессов у водных организмов;

− чувствительность организмов к ядовитым отходам, паразитам и болезням.

Температура воздуха.

Температура воздуха обычно больше, чем температура на поверхности воды, потому что на поверхности происходит испарение и вода охлаждается.

На температуру поверхности воды также влияет и температура окружающего воздуха.

Если температура воздуха отличается от температуры воды, происходит теплообмен между водой и воздухом за счёт теплопередачи и конвекции.

Конвекция в воздухе также определяется числом Рэлея. Там оно меньше на один-два порядка, потому что вязкость и температуропроводность больше у воздуха, чем у воды.

Необходимо подчеркнуть, что в настоящее время в России не применяется (т. к. не разработан) какой-либо единый комплексный интегральный показатель, предназначенный для категорирования (ранжирования) по качеству грунтовых вод, включая родниковые. Поэтому вопрос применения различных подходов к оценке качества родниковых вод, в том числе и с применением нетрадиционных для экологии методов, является достаточно актуальным.

Литература:

  1. Буймова С. А. Комплексная оценка качества родниковых вод на примере Ивановской области / С. А. Буймова, А. Г. Бубнов; под ред. А. Г. Бубнова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. — Иваново, 2012. — 463 с. ISBN 978–5-9616–0446–7/
Основные термины (генерируются автоматически): свойства воды, органолептические свойства воды, подземных вод, подземных водах, качества воды, поверхностные воды, родниковых вод, качества родниковых вод, уровня рН воды, потребительские качества воды, недостаточного объёма воды, хозяйственно-бытовой воды оптимальным, устройствах кипячения воды, выражения жёсткости воды, Высокая жесткость воды, соли натрия, поверхностное натяжение воды, биологические свойства воды, физических свойств воды, центральной нервной системы.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос