Если ваш коттедж и прочие строения не подключены к централизованному водопроводу, то к водоподготовке в этом случае предъявляются особые требования… Составу воды в регионе, способам водоочистки и специальному оборудованию посвящен академичный и взвешенный рассказ нашего эксперта, известного в Тюменской области инженера по водоподготовке, автора инновационных разработок Валерия Филимонова.
Одним из главных жизненных составляющих человека является питьевая вода. Сегодня практически не осталось ни единого водного источника, который бы не подвергался интенсивному воздействию техногенных и антропогенных факторов. Несмотря на предпринятые в последние годы меры по водоочистке, общее состояние открытых водоемов на территории России продолжает быть близким к критическому, и в Тюменская область здесь не исключение. Ситуация с подземными источниками – несколько лучше.
Как известно, в воде из различных источников чаще всего содержатся самые разнообразные примеси. При регулярном попадании в организм человека они провоцируют развитие хронических заболеваний. К тому же, некачественная вода попросту уменьшает срок службы бытовой техники, которая работает с жидкостью.
Владельцам загородных домов, коттеджей и дач необходимы комплексные решения для очистки воды. Тут не обойтись без исследований специалистов и установки современного оборудования водоочистки.
На сегодняшний день разработаны и активно используются на практике различные фильтры для снижения мутности и жесткости воды, для удаления песка, окалины, окисленного железа, марганца и сероводорода, для умягчения воды, улучшения ее вкуса, цвета и запаха, а также для удаления микробов, бактерий и прочих микроорганизмов.
Вода из скважин имеет повышенное содержание железа, марганца а в некоторых скважинах еще и аммоний, кремний и повышенную жесткость.
Вода из поверхностных водоемов содержит определенное количество песка, ила и водорослей, а это оказывает отрицательное воздействие на насосное оборудование, трубопровод и бытовую технику.
Неочищенная вода является непригодной для употребления в пище. Вместе с нерастворимыми механическими примесями в ней содержится множество растворенных химических элементов. Когда их содержание превышает максимально допустимые концентрации, вода считается вредной для здоровья человека.
Водоподготовка для коттеджа всегда начинается с выполнения химического анализа состава имеющейся воды и это становятся основой проектных решений для водоочистки загородного дома (см. табл.).
Почему вода требует обязательной очистки?
Некоторые полагают, что нет необходимости всю воду очищать до качества питьевой, сэкономив на технологических затратах и материальных средствах, поскольку всего несколько литров воды в течение дня используется в качестве питьевой, а большая часть на бытовые нужды (стирка, мытье посуды, душ, ванна, и т.д.). Поэтому, на первый взгляд, более простое и дешевое решение проблемы это довести те несколько литров воды до качества питьевой, а остальную воду – вообще не подвергать очистке.
Попробуем рассмотреть некоторые направления использования воды на бытовые нужды более детально. Начнем со стирки белья. При стирке в неочищенной воде со временем используемые емкости в стиральных машинах приобретают коричневый налет, белье постепенно желтеет, а в дальнейшем ткань, под влиянием все тех же водосодержащих веществ, становится ломкой, быстро приходит в негодность. Кроме того, расход моющих средств в неочищенной воде значительно увеличивается. Отсюда вопрос: А где же экономия средств?
Следующее направление – это использование воды для принятия душа или ванны. Наряду с неприятным «ржавым» налетом на сантехнике, который оставляет неочищенная вода, она еще имеет неприятный запах и вкус. При попадании на тело и в организм человека она вызывает раздражение, сухость и шелушение кожи. Отсюда вывод – неочищенная вода наносит вред здоровью человека.
Рассмотрим еще пример использования воды для санитарных нужд. Наверняка все не раз наблюдали, что краны, раковины и ванны покрываются тонким слоем железа и марганца. Для удаления этого прочного налета необходимо затратить немало чистящих средств и времени. Кроме этого, со временем агрессивность воды способствует разрушению водопроводных труб, замена которых потребует не только материальных затрат, но и создаст дискомфорт для человека.
Вывод напрашивается следующий: Все 100 процентов воды, подаваемой на хозяйственно-бытовые нужды, должны проходить очистку до норм СанПиН 2.1.4.1074-01. Однако решение о том, какую воду использовать в своем личном хозяйстве, каждый принимает для себя сам.
Основные проблемы, с которыми приходиться сталкиваться инженеру по водоочистке:
* Наличие механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, коллоидных веществ.
* Присутствие в воде растворенного железа и марганца.
Такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желто-бурую окраску и выпадает в осадок хлопьями.
* Жесткость, которая определяется количеством растворенных в воде солей кальция и магния.
Сравнительно безобидная в чайнике накипь, откладываясь на стенках водонагревательных устройств, а так же на стенках труб, нарушает процесс теплообмена.
Это приводит к выходу из строя оборудования.
* Наличие в воде неприятного привкуса, запаха и цветности.
На эти показатели, которые принято называть органолептическими, могут оказывать влияние на находящиеся в воде органические вещества и сероводород.
*Бактериологическая загрязненность вызвана наличием в воде различных микробов или бактерий.
Некоторые из них могут представлять непосредственную угрозу здоровью и жизни человека.
Естественно, что приведенный выше список не исчерпывает всего многообразия проблем, возникающих с водой, однако это тот минимум, с которым наиболее часто приходиться сталкиваться в водоисточниках нашего пригорода.
Мы не будем в этом обзоре касаться чистоты колодце в и скважин на первом горизонте, ибо это отдельная тема. Основным источником автономного водоснабжения (около 70%) загородных домовладений являются скважины, и большая их часть пробурена на второй горизонт, это отметки от 20 до 70 метров в зависимости от местоположения скважины и отметок земли, мощность пласта колеблется от 5 до 12 метров, изредка бывает больше.
Состояние качества воды постоянно ухудшается, особенно последние 15 лет. Так, если в 1972 году при запуске Велижанского водозабора вода из скважин не соответствовала только по железу, остальные показатели были в норме, то сегодня превышения имеются по пяти показателям.
На сегодня практически нет ни одной скважины, где вода была бы питьевого качества и очень мало скважин, где превышение нормы только по железу. В основном это превышения по железу в 10-15 раз, марганца в 3-5 раз, аммония 2-5 раз.
Анализ состояния воды по трактам
Направления, где состояние второго горизонта наиболее благоприятно: Московский тракт, Червишевский тракт, Старотобольский тракт, включая Криводановское направление, Велижанский тракт, начиная с 18 километра.
Ирбитский тракт – по разному, там сложная геология и местами наличествует второй горизонт, поэтому некоторые скважины будут безводные, а качество их будет разным.
Очень сложная вода по Ялуторовскому тракту, а особенно район п.Боровое. Там имеется полный набор, включая цветность и перманганатную окисляемость, а железо присутствует в виде сложных комплексных соединений.
Довольно сложный состав воды по Салаирскому тракту, особенно в районе п. Новотарманский: там и марганец, и жесткость и сероводород.
Примерно такая же ситуация сложилась по Тобольскому тракту, особенно вокруг п. Каскара, где тоже присутствует жесткость, аммоний и комплексное железо. Примерно такую же ситуацию мы наблюдаем в Ярково, помимо этого там стремительно растет аммиак: с 3 мг/л в 1990 году до 12 мг/л в 2013 году.
Интересная ситуация сложилась вокруг Ялуторовска: там помимо железа и марганца присутствует жесткость и кремний, причем его содержание тоже растет.
Ситуация с качеством воды в Тюменском районе пока не критична, есть регионы, где ситуация намного хуже, но острые вопросы уже обозначились, и их нужно решать.
Показатели качества воды
Общие показатели
Цветность
Вода в нормальном состоянии представляет собой бесцветную жидкость, а голубоватый оттенок она обычно приобретает только при условии, если толщина слоя составляет не менее 2 м. Поэтому цветность воды может служить достаточно хорошим основанием для того, чтобы определять ее качество.
Наибольшую цветность имеют природные поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую – в лесостепных и степных зонах. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, однако, в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей – «цветения» водоемов – оно повышается.
Мутность
Мутность воды тесно связана с ее цветностью. Однако мутность следует отличать от цветности. Вода становиться мутной из-за того, что в ней содержится примесь относительно крупных (диаметром более 100 нм) частиц, тогда как цвет воде придает примесь более мелких веществ. Кроме того, мутной вода, как правило, становится в водоемах с небольшой скоростью течения (то есть со стоячей водой).
Так же как и в случае с цветностью, мутность воды вызывается примесями органического или неорганического происхождения. Основной причиной мутности являются мелкие частицы глины и песка. Что касается органических веществ, то чаще всего вода становиться мутной из-за наличия в ней продуктов распада растительных и животных организмов.
Запах
Вода не обладает запахом. Это означает, что запах воды всегда свидетельствует о том, что в ней растворены какие-то вещества.
Вкус
Вода не имеет вкуса. А потому наличие ярко выраженного вкуса или привкуса говорит о присутствии в ней каких- либо примесей.
Химические показатели
Окисляемость воды
Среди компонентов природных вод важную роль играют органические вещества. В связи с многообразием определять их индивидуально аналитически трудно. Поэтому, как правило, прибегают к суммарной оценке их содержания в воде путем определения окисляемости. Величина окисляемости выражается расходом окислителя или эквивалентного количества кислорода, пошедшего на окисление веществ, содержащихся в 1 л воды.
Наименьшей величиной окисляемости (до 3 мг/л О2) характеризуются артезианские воды. Окисляемость речной воды и воды водохранилищ колеблется в пределах 2-10 мг/л, достигая более высоких показателей в водах болотного происхождения, содержащих много гуминовых веществ. Повышенная окисляемость воды может свидетельствовать о загрязнении источника производственными или бытовыми сточными водами и требует применения соответствующих мероприятий по его санитарной охране. Внезапное повышение окисляемости воды является также сигналом загрязнения ее сточными водами. Поэтому величина окисляемости является одним из распространенных показателей для гигиенической характеристики воды.
Кислотность и щелочность воды
Данная характеристика воды также известна многим людям благодаря рекламе, поскольку именно эта характеристика измеряется величиной рН, то есть мерой активной кислотности, которая обусловливается наличием в воде активных ионов водорода. Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь величину рН = 6,5-8,5. В большинстве случаев характеристики воды природных источников с этой точки зрения не выходят за пределы нормы.
Общая жесткость воды
Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.
Карбонатная жесткость
Обусловлена присутствием в воде в основном гидрокарбонатов кальция и магния, она почти полностью устраняется при кипячении воды. Гидрокарбонаты при этом распадаются с образованием угольной кислоты; в осадок выпадают карбонат кальция и гидроксид магния.
Некарбонатная жесткость.
Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей серной, соляной, азотной кислот и при кипячении не устраняется. Хотя ионы Mg2+, Ca2+ и не приносят особого вреда живым организмам, однако наличие их в воде в большом количестве нежелательно, поскольку такая вода непригодна для хозяйственных нужд. В жесткой воде увеличивается расход мыла при стирке белья, медленно развариваются мясо и овощи. Жесткая вода не пригодна и для систем оборотного водоснабжения, для питания паровых котлов и пр.
Ионы Mn2+, Fe2+, Fe3+.
В истинно растворенном состоянии находятся в очень небольших концентрациях. Большая часть железа и марганца в природных водах содержится в виде коллоидов и суспензий. В подземных водах преобладают соединения железа и марганца в виде гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов, в поверхностных – в виде органических комплексных соединений (например, гуминовокислых) или в виде высокодисперсной взвеси. В поверхностных водах средней полосы России содержится до 1 мг/л железа и до 0,05 мг/л марганца. А в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/л, концентрация марганца колеблется в пределах 0,5-3,0 мг/л. Железо и марганец придают воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшают ее вкус, вызывают развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток железа в организме увеличивается риск инфарктов, длительное употребление человеком железосодержащей воды вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают элебриотическое и гонадотоксическое воздействие на организм.
Сероводород.
Встречается в основном в подземных водоисточниках, образуясь в результате процессов восстановления и разложения некоторых минеральных солей (гипса, серного колчедана и др.). В поверхностных водах он почти не встречается, так как легко окисляется. Появление его в поверхностных источниках может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод.
Наличие в воде сероводорода придает ей неприятный запах, ощущаемый уже при концентрациях 0,5 мг/л, интенсифицирует процесс коррозии трубопроводов и вызывает их зарастание вследствие развития серобактерий.
Бактериологические показатели
Загрязнение микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на различных субстратах или средах, изменённых в ходе естественных процессов или хозяйственной деятельности человека.
Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом.
Степень бактериологической загрязненности воды определяют по общему числу бактерий в 1 см3 воды и по величине коли-индекса, который отражает количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды. Коли-титр – объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 общее число бактерий в 1 см3 неразбавленной воды должно быть не более 50, а коли-индекс – не более 3.
Нитраты и нитриты
В воде поверхностных источников, реже в подземных, присутствуют соединения азота в виде нитратов и нитритов. В настоящее время происходит постоянный рост их концентрации, связанный, прежде всего, с широким использованием нитратных удобрений, избыток которых с грунтовыми водами поступает в реки и озера. Установленные нормы на содержание нитратов составляют NO3– < 45 мг/л, нитритов – NO2– < 3 мг/л.
Нитраты
Мировая наука знала нитраты и ранее. В настоящее время не секрет, что нитраты имеют повышенную токсичность для человека и животных:
В свете вышеизложенного стоит особо отметить, что ущерб организму причиняют не сами нитраты, а нитриты, в которые они преобразуются в определенных условиях.
Нитриты
Нитриты – промежуточная ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов или, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака. Подобные окислительно-восстановительные реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабжения и природных вод. Наибольшие концентрации нитритов в воде наблюдается летом, что связано с деятельностью некоторых микроорганизмов и водорослей.
Анализ воды на нитриты делается для вод поверхностных и приповерхностных водотоков. Проверять содержание нитритов в воде особенно важно при анализе воды из колодцев и родников.
Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях медленного окисления NO2- в NO3-, это указывает на загрязнение водоема. Содержание нитритов является важным санитарным показателем.
ПДК нитритов в воде согласно СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 3 мг/дм3. Нитриты значительно опаснее нитратов, поэтому их содержание в воде контролируется более строго (ПДК нитратов 45 мг/дм3).
