Вода - это одна из важнейших основ жизни на Земле. Она присутствует в верхнем и среднем слое грунта, а также под ним. В связи с этим различают воды поверхностные, грунтовые и подземные. Все они важны для каждого из нас. В последнее время наблюдается загрязнение атмосферы. Оно наносит необратимый вред всем Именно поэтому важно сохранять экологию Земли. В нашей статье вы можете выяснить более подробную информацию о различных источниках воды и их роли в жизни каждого из нас.

Поверхностные воды. Общая информация

Воды поверхностные - воды, которые текут или формируются на поверхности земли. Они характеризуются течением. Они могут временно или постоянно находится на поверхности. Различают следующие категории поверхностных вод:

• реки;
• озера;
• моря;
• болота;
• иные водоемы и водостоки.

Река - это постоянный водный поток с естественным течением. Он имеет существенные размеры. Реки являются составляющей гидрологического цикла. Они наполняются за счет подземного или поверхностного стока. Крупные реки с разветвленными притоками создают речную систему. Часть суши, с которой река собирает воду, называется водосборной площадью.

Реки распространены достаточно неравномерно. Благодаря быстрому течению их активно используют в хозяйственной деятельности.

Воды поверхностные также включают в себя моря. Они являются частью Мирового океана. Море может быть обособленно сушей или подводными рельефами. В нем содержится соленая вода.

Еще один вид поверхностных вод - озера. Они характеризуются как компонент гидросферы, представляющий собой водоем, возникший естественным путем, заполненный в пределах озёрного ложа водой и не имеющий соединения с морем. Такие воды поверхностные являются объектом изучения лимнологии. На планете насчитывается около 5 миллионов озер.

К поверхностным водам также относятся болота. Они характеризуются как участки земли с повышенной влажностью и кислотностью, а также низкой плодородностью почвы. Болота - это стоячие и проточные грунтовые воды, которые вышли на поверхность. Благодаря им на земле откладываются не до конца разложившиеся органические вещества. Через некоторое время образуется торф. Такие природные воды являются частью гидросферы. Болота являются своеобразным препятствием для развития парникового эффекта.

Загрязнение поверхностных и подземных вод

Проблема загрязнения воды ежегодно обсуждается экологами всего мира. Основными источниками засорения водоемов является недостаточный уровень очищения а также отходы при обработке и сплаве лесоматериалов, сбросы железнодорожного и водного транспорта и т. д. Вещества, попадающие в водоемы, становятся причиной изменений в их составе. Они проявляются в изменениях физических свойств. Вода может приобрести неприятный привкус и запах. Реки, озера и другие водоемы из-за существенных изменений в составе могут иметь осадок или налет.

Основными загрязнителями водоемов на сегодняшний день являются нефть и нефтепродукты. Из-за их воздействия вода становится токсичной. Ее считают непригодной для употребления. Такая грязная вода имеет специфический вкус, резкий запах, может наблюдаться изменение цвета и нефтяная пленка на поверхности.

Не менее негативными являются токсичные синтетические вещества. Они активно используются в промышленности и коммунально-бытовом хозяйстве. Из-за содержания данных веществ в поверхностных и подземных водах, образуется пена. В таком случае концентрация токсичных синтетических соединений превышает допустимую норму.

Негативно влияет на природные воды фенол. Он содержится в сточных водах почти всех нефтехимических предприятий. Как следствие - снижение биологических процессов в водоеме, замедляется самоочищение.

В воде проживает огромное количество живых организмов. На процесс их жизнедеятельности пагубно влияют сточные воды бумажно-целлюлозной промышленности. Из-за отрицательного воздействия в водоемах начитается гибель икры мальков и взрослых рыб, которые населяют реки, озера и другие природные воды. Промышленные сплавы существенно загрязняют их. Топляк оседает на дне поверхностных водоемов. Из-за этого рыбы лишаются нерестилищ и кормовых мест.

Рост населения, расширение стран и развитие технологий существенно повлияли на экологию. Проблема загрязнения воды связана с увеличением количества бытовых стоков во внутренних водах. Именно из-за этого в реках и озерах наблюдается рост болезнетворных бактерий и гельминтов.

Серьезное беспокойство у экологов со всего мира вызывают пестициды и разнообразные минеральные вещества, которые ежегодно попадают в водоемы. Дождевая и текущая вода транспортирует опасные соединения с полей.

в природе

Круговорот воды - это процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Моря теряют из-за испарения больше жидкости, чем получают с осадками. Вода регулярно циркулирует, но, несмотря на это, ее количество на земном шаре остается неизменным. Круговорот воды в природе содержит в себе следующие этапы:

• испарение;
• перемещение водяного пара и его конденсация;
• выпадение осадков и стока.

В круговороте участвуют поверхностные и подземные воды. Однако нередко он становится причиной загрязнения водоемов пестицидами и химикатами.

Содержание веществ в водах Мирового океана

В присутствует огромное количество химических элементов. Морская вода на 95% состоит из чистой воды. Еще более чем 4 % - растворенная в ней соль. Вода в океане отличается от пресной соленоватым вкусом, прозрачностью и цветом. Она более агрессивно воздействует на стройматериалы. Именно поэтому специалисты не рекомендуют возводить дом на берегу океана или моря.

Средняя соленость поверхностных вод Мирового океана составляет 35%. Стоит отметить, что на некоторых промежутках данный показатель может незначительно отличаться. Это зависит от гидрологических и климатических условий.

В морской воде содержится огромное количество различных веществ. Впервые ее состав был рассмотрен Дитмаром. Ему понадобилось исследовать 77 проб воды. Они были собраны в различных пунктах Мирового океана. В нем содержится почти все элементы таблицы Менделеева. Однако процент их содержания отличается.

Соленость поверхностных вод Мирового океана напрямую зависит от соотношения между количеством осадков и величиной испарения. Выпадение осадков снижает процент содержания соли в воде. На некоторых территориях на соленость также влияет таяние и образование льда.

Территория наиболее высокой солености Мирового океана находится западнее Азорских островов. Процент содержания соли может также меняться в зависимости от периода года.

Некоторые ученые на протяжении многих лет пытаются выяснить природу происхождения соли, которая содержится в водах Мирового океана. Некоторые утверждают, что он был соленым со дня своего возникновения. Другие связывают его соленость с вулканической деятельностью. Воды Мирового океана являются отличным растворителем, поэтому первоначально они не могли быть пресными.

Вода в жизни человека

Вода играет важную роль в жизни всех живых существ. Именно поэтому экологи со всего мира ежегодно разрабатывают стратегии, которые позволят сохранить ее от загрязнения. К водным ресурсам суши обычно относят поверхностные воды. Они также необычайно важны в народнохозяйственном комплексе. К важным направлениям использования воды следует также отнести потребление воды для промышленных и бытовых нужд, а также для коммунальных целей.

Вода часто используется в сельском хозяйстве. Она крайне необходима для регулярного полива клумб, огородов, полей и садов.

Вода - составляющая часть всего живого. Без нее невозможно существование на Земле. Растения содержат в себе до 90% воды, а взрослый человек около 70%. Ее достаточное количество в рационе - это одно из условий здорового образа жизни. Вода участвует во всех химических реакциях, которые проходят в организме каждого человека. Она транспортирует питательные вещества, выводит токсины и шлаки, а также способствует понижению кровяного давления. Благодаря регулярному употреблению достаточного количества воды можно предотвратить процесс образования камней в почках. Она также крайне необходима для нормального пищеварения. Вода - это отличный помощник для тех, кто желает справиться с лишним весом. Благодаря ей уменьшаются жировые накопления.

Необходимо регулярно пополнять запас воды в организме. Без ее употребления человек может прожить всего лишь несколько дней. Рекомендовано ежедневно выпивать не менее двух литров воды для стабильной работы всех жизненно важных органов. Ее недостаток моментально сказывается на организме. Человек быстро утомляется, а также возникает риск образования тромбов из-за повышенной вязкости крови.

Многие жалуются на то, что у них из крана периодически течет грязная вода. В таком случае специалисты рекомендуют установить специальный фильтр. Существует ошибочное мнение про то, что вода с колодца является полезной и чистой. Однако такой источник встречается крайне редко. Некоторые территории, на которых расположен колодец, отличаются содержанием опасных химических веществ. Текущая вода с крана не отличается идеальной чистотой и полезностью. Однако поверхностные воды, которые используются для водоснабжения населения, регулярно проходят проверки. Можно с уверенностью заявить, что они не содержат радиоактивных частиц и опасных для жизни микроэлементов.

Специалисты утверждают, что, несмотря на рекомендации, большая часть людей употребляет до литра воды. Это приводит к хроническому обезвоживанию. Как следствие - головные боли и слабость.

Вода дождевая

Тесно связана с поверхностными водами. Именно она является одной из главных составляющих круговорота воды в природе. Какова роль дождевой воды в нашей жизни?

На протяжении многих лет существует мнение о том, что дождевая вода не нуждается в дополнительной очистке. Ее смело можно использовать для приготовления пищи и купания. К сожалению, это мнение ошибочно. Дождевую воду действительно можно было без опасений использовать в быту множество лет назад, когда экология была на достаточном уровне. На сегодняшний день она содержит в себе различные вредные микроэлементы, которые могут серьезно навредить здоровью.

Многие специалисты утверждают, что с помощью дождевой воды можно существенно сэкономить на питьевой. Ее можно использовать для полива приусадебных участков, а также мытья машины или стирки белья.

Общее количество воды

Многие не задумываются о том, сколько воды на Земле. Известно, что ее количество составляет примерно 75% от общей площади земного шара. Данный показатель включает в себя озера, болота, реки, ледники, моря и океаны. Однако определить точно объем гидросферы невозможно. Для этого необходимо знать количество подземных источников, глубину всех водоемов и толщину ледников. Ученые могут привести лишь приблизительные данные. 2% из 75% -это пресная вода. Однако большая ее половина находится в замороженном состоянии.

Самоочищение поверхностных вод

Самоочищение поверхностных вод связано с различными факторами:

• осаждение частиц;
• взаимодействие с водными растениями;
• воздействие солнечной температуры и радиации;
• разрушение загрязняющих элементов путем гидролиза.

Самоочищение от патогенных бактерий происходит вследствие антагонистического влияния водных организмов.

При загрязнении поверхностных вод бытовыми отходами, процесс самоочищения может существенно замедлиться. Влияние сточных вод на водоемы зависит от их характера. Бытовые отходы опасны в эпидемиологическом отношении. Промышленные сточные воды становятся причиной загрязнения водоемов опасными химическими элементами.

Поверхностные воды и их изменчивость

Со временем химические и физические свойства поверхностных вод меняются. Внезапные катаклизмы провоцируют изменения, которые происходят в максимально короткий срок. Свойства могут также поменяться в связи с тем или иным сезоном. Такие изменения могут оказывать как положительное, так и негативное воздействие на поверхностные воды.

Нередко изменения в химическом составе водоема создают проблему для промышленного производства. В таком случае специалисту необходимо проводить исследования для того, чтобы ориентироваться при разработке новых производственных программ.

Подводим итоги

Вода играет важную роль в нашей жизни. Она является одной из главных составляющих человеческого тела. Без ее употребления можно прожить лишь несколько суток. Важно пить не менее двух литров чистой воды в день для того, чтобы нормализовать свое самочувствие.

Поверхностные воды присутствуют во всех уголках нашего мира. К ним можно отнести реки, болота, озера, ледники, моря и океаны. Они играют важную роль в здоровье человека и многих сферах его жизнедеятельности. Важно беречь поверхностные воды от загрязнения.

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ или Мутный режим

«Сухость доклада пропорциональна количеству в нём воды».

«Береги воду – принимай душ с девушкой».

Водные ресурсы - это пригодные для употребления пресные воды. Они заключены в реках, озерах, подземных горизонтах, ледниках. Пары воды в атмосфере, морские воды так же, как и абсолютное большинство полярных льдов и воды наиболее глубоких подземных горизонтов, в настоящее время не применяются и рассматриваются в качестве потенциальных водных ресурсов. Их будущее освоение зависит от совершенствования техники добычи, ее экономической обоснованности, а также от решения часто непредсказуемых негативных экологических проблем, возникающих при использовании нетрадиционных источников воды.

Вода как природный ресурс :

Быт: питьё, ресурс для приготовления пищи;

Быт: водопроводная система, канализационная система;

Промышленность: на производствах (как охладитель, «очиститель», и т.д.),

Рекреация: рекреационный ресурс;

Наука, промышленность: источник разных химических элементов,

Сельское хозяйство: полив, другие процессы;

Транспорт: возможность использования водных объектов как транспортные линии;

По мере развития нашей цивилизации ресурсы пресной воды на нашей планете истощаются.

За последние 30-40 лет чрезвычайно повысилось содержание вредных загрязняющих веществ в питьевой воде. Такие отходы промышленного производства как токсические вещества и тяжелые металлы, а также пестициды и гербициды сельского хозяйства превратились в ящик Пандоры. Открытие его будет иметь тяжелые последствия для нас и наших детей.

Обычно воды делят на поверхностные и подземные .

Поверхностные воды суши - воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы).

Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды.

Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.

Как правило, такие воды содержат весьма незначительное количество минералов поэтому их часто называют "мягкой водой", даже если это не так. Поверхностные воды подвержены воздействию многих загрязнителей, таких как продукты жизнедеятельности животных, пестициды, инсектициды, отходы промышленных производств, водоросли и многие другие органические материалы. Даже поверхностные воды, берущие начало от древних горных источников могут содержать бактерии Giardia или Coliform Bacteria, которые попадают туда с экскрементами животных. То есть, даже воду из горных источников, взятую для питья или приготовления пищи необходимо кипятить либо дезинфицировать.

Подземные воды - все воды, находящиеся в толще горных пород в твердом, жидком или газообразном состоянии.

На материках они образуют сплошную оболочку, которая не прерывается даже в областях сухих степей и пустынь. Как и поверхностные воды, они находятся в постоянном движении и участвуют в общем круговороте воды в природе. Строительство и эксплуатация большинства наземных сооружений и всех подземных связаны с необходимостью учета движения подземных вод, их состава и состояния. От подземных вод зависят физико-механические свойства и состояние многих горных пород. Они часто затопляют строительные котлованы, канавы, траншеи и тоннели, а, выходя на поверхность, способствуют заболачиванию территории. Подземные воды могут являться агрессивной средой по отношению к горным породам. Они выступают основной причиной многих физико-геологических процессов, возникающих в естественных условиях, в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Дождь, который всасывается землей, реки, исчезающие под землей, тающий снег - вот всего несколько ресурсов, которые питают подземные воды. Поскольку существует много источников, питающих подземные воды, такие воды могут содержать несколько или все загрязняющие вещества, которые находятся в поверхностных водах, точно так же они содержат и растворенные минералы, которые захватывают во время своего долгого пути под землей. Воды, содержащие растворенные минералы, например кальций и магний, уровень которых выше установленного, называют "жесткой водой". Поскольку вода содержит "растворитель", то есть со временем она разбивает ионные связи, которыми связаны многие субстанции, это ведет к тому, что такая вода растворяет и уносит с собой небольшие количества всего, с чем соприкасается. Например, в местах, где в скалах собраны известняк, гипс, флуорит, мегнетит, пурит и магнезит источники воды весьма богаты содержанием кальция и "жесткостью".

Этим двум типам воды присущи разные характеристики, поэтому Вам очень важно знать происхождение употребляемой Вами воды. Из 326 миллионов кубических миль воды на Земле чистой только 3%; и 3/4 ее находятся в замороженном состоянии. Подземные воды составляют всего лишь 0,5% от всех подземных вод; и только 0,02% всей воды находится в озерах и ручьях. Обычный человек на 70% состоит из воды, то есть без нее Вы сможете жить не больше недели.

Поверхностные воды суши - воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы). Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды. Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.

Образование поверхностных вод - сложный процесс. Потоки, низвергающиеся с неба в виде дождя или снега - это испарившаяся из морей и океанов вода. От характера местности, по которой она течет под действием силы тяжести (одновременно вода является сильнейшим разрушителем той части земной коры, находящейся выше уровня моря), зависит маршрут, по которому она, собираясь в ручьи и реки, устремляется снова к морю. Таким образом, завершается одна крупная фаза гидрологического цикла.

Стекая по поверхности, вода захватывает и переносит нерастворимые минеральные частицы песка и почвы, часть из них она оставляет по дороге, часть переносит к морю, а какие-то вещества растворяются в ней.

Поверхностные воды, проходя по неровной местности и падая со скал, насыщаются кислородом воздуха, его соединения с органическими и неорганическими веществами, вымытыми из суши конкретной местности и солнечный свет поддерживают большое разнообразие форм жизни в виде водорослей, грибов, бактерий, мелких ракообразных и рыб.

Кроме того, русла многих рек бывают покрыты деревьями, тех районов, по которым они протекают, если берега рек покрыты лесами. Опавшие листья и хвоя деревьев попадают в реки, они играют большую роль в наполнении воды биологическим содержанием. После попадания в воду они растворяются в ней. Именно этот материал в дальнейшем становится основной причиной загрязнения ионообменных смол, которые используют для очистки воды.

Физические и химические свойства загрязнений поверхностных вод постепенно меняются с течением времени. Внезапные природные катаклизмы могут привести к резкому изменению в короткий срок состава поверхностных источников воды. Химия поверхностных вод меняется также в зависимости от сезона, например, в периоды сильных дождей и таяния снега (период большого паводка, когда уровень в реках резко поднимается). Это может оказать благоприятное или неблагоприятное влияние на характеристики воды, в зависимости от геохимии и биологии местности.

Химия поверхностных вод также меняется в течение года в несколько циклов засухи и дождей. Длительные периоды засухи серьезно влияют на нехватку воды для промышленного использования. В местах, где реки впадают в моря, возможно попадание соленой воды в реку в период засухи, что создает дополнительные проблемы. Промышленные пользователи должны ориентироваться на изменчивость поверхностных вод, обязательно учитывать при проектировании очистных сооружений и разработке других программ.

Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов. Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также "обогащают" химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения "кислотных дождей". Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве. К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

К поверхностным водам относят водотоки, водоемы, болота и ледники. В водотоках естественных (реки, ручьи) и искусственных (каналы), происходит движение воды по руслу в направлении общего уклона поверхности. Водотоки могут быть постоянными или временными (пересыхающими или перемерзающими).

Водоем - это скопление вод в естественной (озеро) или искусственной (водохранилище, пруд) впадине, сток из которой отсутствует или замедлен. Лишь малая часть гидросферы содержится в реках, примерно в четыре раза меньше, чем в болотах, и в шестьдесят раз менее, чем в озерах.

Значение рек в водном круговороте неизмеримо больше, чем воды в них содержится, поскольку вода в реках обновляется в среднем каждые 19 дней.

Для сравнения - в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, в озерах – за 17 лет.

Благодаря проточности воды реки лучше насыщаются кислородом и качество воды здесь лучше. Именно по берегам рек возникали и первые поселения людей.

Реки длительное время служили и основными транспортными артериями и оборонительными рубежами, были источниками воды и рыбы. Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении (русле). Речные долины - вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Все речные долины имеют склоны и ровное дно. Водный поток постоянно несет множество продуктов размыва, которые откладывает в днище долины или выносит в море. Речные наносы называют аллювием. Особенно много аллювия накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше всего уклоны поверхности. Во время таяния снега часть днища (пойма) заливается полыми водами. Речной поток всегда стремится углубить свое русло до определенного уровня. Этот уровень называется базисом эрозии. Для реки базисом эрозии служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. Река постоянно углубляет свое русло и наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать свою пойму. Река начинает разрабатывать новую пойму на более низком уровне, а старая пойма превращается в террасу - высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в ее долине.

В действительности река - это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Территория, с которой речная система собирает свои воды, называется речным бассейном. Между соседними речными бассейнами проходит граница - водораздел.

Самый большой бассейн имеет река Амазонка, она является и самой многоводной рекой (среднегодовой сток равен 220 000 куб. м/сек).

Густота речной сети зависит от многих факторов: в первую очередь, от общего увлажнения территории - чем оно больше, тем больше густота рек, как например, в тундре и лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории - в районах распространения растворимых и трещиноватых (карстующихся) известняков речная сеть редкая, а реки, как правило, мелкие и пересыхающие.

Все реки имеют начало и конец. Начало реки, место, где появляется постоянное русло водотока, называется истоком. Истоком может быть озеро, болото, родник или ледник.

Устье - место впадения реки в море, озеро или одной реки в другую. У ряда крупных северных рек устья имеют вид узких воронкообразных заливов - они называются эстуариями. В эстуариях речные наносы под действием волн и течений выносятся в море. Крупные эстуарии имеют такие реки, как Конго в Африке, Темза и Сена в Европе, а также российские реки Енисей и Обь. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море, среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшие дельты имеют реки - Амазонка, Хуанхэ, Лена, Миссисипи и др.

Рельеф местности впрямую влияет на уклон русла реки и, соответственно, на скорость течения воды. Разность отметок высот поверхности воды в реке в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль ее течения, называется падением реки. Уклон реки - отношение падения реки к ее длине. Падение воды с отвесного уступа называется водопадом.

Самый высокий водопад на Земле - Анхель (1054 м) в бассейне реки Ориноко. Самый широкий (1800 м) - Виктория на р. Замбези (его высота 120 м.). Равнинные реки обычно текут спокойно и плавно, с небольшим падением и малыми уклонами. У больших рек развиты широкие долины и они удобны для судоходства. Горные реки имеют большие уклоны и, поэтому, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несется с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты и водопады.

Горные реки обычно непригодны для судоходства, зато обладают большими запасами гидроэнергии и удобны для строительства ГЭС.

Для народного хозяйства (судоходства, строительства гидроэлектростанций, водоснабжения населенных пунктов, орошения полей) очень важными характеристиками рек являются расход воды (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени) и годовой сток (расход воды в реке за год).

Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит, от климата (соотношения атмосферных осадков и испарения на площади речного бассейна) и рельефа (равнинный рельеф уменьшает сток, горный, наоборот, его увеличивает).

От скорости и устойчивости к размыву горных пород зависит величина переносимого водой материала, состоящего из растворенных в воде химических и биологических веществ и твердых мелких частиц - величина твердого стока. Климатические условия влияют на питание и режим рек (ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое). От преобладающего типа питания зависит внутригодовое распределение стока - режим рек. Режим рек - это жизнь речного потока в течение какого-то времени (суток, сезонов и года). По режиму реки подразделяются на несколько основных групп. На реках с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Летом реки переходят на дождевое питание и, хотя, осадков выпадает большое количество, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава (замерзания и образования неподвижного льда) реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень. Поводковые режим характерен для рек с дождевым и смешанным питанием. Паводки - кратковременные (иногда очень значительные) подъемы воды в реке - в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего о обильными дождями. В теплые зимы паводки могут проявляться и в это время года.

Позднее таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом характеризуются, например, реки берущие начало в Альпийских горах. Реки муссонного климата, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневой характер, что приводит к катастрофическим наводнениям. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и, даже, люди. Особенно буйным нравом отличаются реки Восточной и Южной Азии: Амур, Хуанхэ, Янцзы, Ганг.

Озера различаются не только размерами и глубиной, но также цветом и свойствами воды, составом и численностью населяющих их организмов. На количество озер (озерность территории) влияет повышенная влажность климата и рельеф с многочисленными замкнутыми котловинами. Размеры, глубина, форма озер во многом зависят от происхождения их котловин. Различают котловины тектонического, ледникового, карстового, термокарстового, станичного и вулканического происхождения. Бывают еще запрудные (завальные или плотинные) озера, образующиеся в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах в горах.

Тектонические озерные котловины имеют большие размеры и глубину, так как они образовались на месте опусканий, трещин и разломов земной коры. Классическими тектоническим озерами являются крупнейшие озера мира: Каспийское и Байкал в Евразии, Великие Африканские и Североамериканские озера.

Ледниковые озерные котловины формируются при выпахивающей деятельности ледников или в результате размыва или скопления ледниковых вод в районах аккумуляции ледникового материала и образования ледниковых форм рельефа. Таких озер много в Финляндии, на севере Польши, в Карелии и д.р.

Карстовые озерные котловины образуются в результате провалов, просадок и размыва, в первую очередь, легко растворимых горных пород: известняков, доломитов гипсов, солей. Термокарстовых озер много в зоне вечной мерзлоты в тундре и лесотундре. Здесь вода растворяет подземные льды.

Старинные озера – это остатки брошенных речных русел.

Вулканические озерные котловины возникли в кратерах вулканов или в понижениях лавовых полей. Это - Кроноцкое и Курильское озера, озера в Новой Зеландии. По солености воды озера делят пресные и соленые. В отличие от рек, режим озер зависит от того, вытекают из него реки - проточное озеро (Байкал) или же это бессточный водоем (Каспийское).

Болота - это участки суши с обильным, застойным или слабопроточным увлажнением грунта в течение большей части года, с характерной (болотной) растительностью, недостатком кислорода и постоянным образованием торфа (слой торфа должен достигать не менее 0,3 м, если торфа меньше - это будут заболоченные земли. Торфом называют полуразложившиеся растительные остатки. Назвать болота водоемами нельзя, так как вода в них содержится в связанном состоянии. Но болота содержат лишь 5-10 % сухого вещества (торфа), остальное - вода. Поэтому болота являются важными аккумуляторами пресной воды. Заболачиванию способствует наличие близкого водоупора и наиболее распространены они в районах с вечной мерзлотой. Наиболее распространены болота в лесах Северного полушария, а также в Бразилии и Индии. Из-за обилия болот и заболоченных лесов лесную зону в Западной Сибири называют лесоболотной. Там же находится и крупнейшее болото в мире - Васюганское. Процессы заболачивания в этом регионе продолжаются и в настоящее время. Средняя горизонтальная скорость распространения кромок болот и наступления их на окружающие леса составляет 10-15 см в год.

Способы образования болот различны. Это и зарастание, заторфовывание водоемов (озер) и застой воды в местах выхода родников и при близком залегании грунтовых вод; а также накопление влаги в понижениях и плоских участках под лесами и лугами (особенно часто заболачиваются лесные вырубки.) По источникам питания выделяют верховые (питаются атмосферными водами), низинные (грунтовое увлажнение) и переходные болота. При классификации по степени богатства субстрата они соответствуют олиготрофным (бедным), евтрофным (богатым) и мезотрофным. Низинные болота образуются преимущественно на самых низких участках рельефа (в поймах, древнеозерных котловинах).

Грунтовые воды сильно минерализованы и, поступая в болото, они обогащают его. Поэтому в низинных болотах густым сплошным покровом растут осоки, хвощи, камыши, мхи, часто встречаются заросли черной ольхи. Здесь обычно находит пристанище множество птиц, и их помет, содержащий азотистые вещества, также обогащает болото.

Торф низинных болот – прекрасное удобрение.

Верховые болота образуются чаще всего на водораздельных пространствах, увлажняются атмосферными водами, очень бедными питательными веществами, и растительность здесь совершенно иная. В основном это мхи и чахлые деревца. Торф верховых болот с бедной растительностью содержит мало золы, поэтому является горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива.

Болота имеют большое водоохранное значение. Накапливая огромные запасы воды, они регулируют водный режим рек и поддерживают стабильность водного баланса территории; очищают проходящие через них воды. Болота являются истоками многих рек. Растительность болот не представляет особой кормовой ценности. Но после осушения они используются под сельскохозяйственные или лесные культуры. Однако при этом часто мелеют и исчезают малые реки.

Загрязнение поверхностных вод

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности и числа случаев экстремально высокого содержания загрязняющих веществ в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод. Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания.

Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества.

Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК -0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах.

Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической.

Нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения. Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями.

Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками. Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.

Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме. Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.

Дезинфекция и обеззараживание поверхностных вод

Еще одним немаловажным блоком любой установки является блок обеззараживания и дезинфекции воды. Под дезинфекцией обычно подразумевается очистки поверхностных вод от всех типов живых микроорганизмов, в числе которых не только потенциально опасные для человеческого здоровья организмы вроде бактерий и вирусов, но и микроводоросли, способные навредить технике, трубопроводу и другим вступающим в контакт с загрязненной водой предметами. А чтобы, например, избежать попадания аналогичных вредных веществ в почву используют системы автономной загородной канализации, информацию о которой можно учесть, наверняка, весьма полезной. Сегодня существует несколько методов очистки стоков, каждый из которых обладает как своими преимуществами, так и своими недостатками, на некоторых из них мы остановимся подробнее.

Одним из наиболее распространенных методов очистки поверхностных вод от потенциально опасных микроорганизмов является их окисление при помощи тех или иных реагентов. Самым дешевым методом является хлорирование воды, так как этот реагент считается самым дешевым. Более дорогим, но более надежным и безопасным реагентом является озон, который после очистки попросту разлагается на безвредные соединения вроде воздуха, воды или углекислого газа в отличии от хлора, который остается в воде и способен нанести вред, как человеческому организму, так и бытовой или промышленной технике.

Еще одним методом очистки поверхностных вод от микроорганизмов является облучение воды ультрафиолетом, которое считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов дезинфекции воды. При облучении воды ультрафиолет проникает в ядро живых клеток, нанося ДНК последних необратимые повреждения, которые становятся причиной потери микроорганизмом способности к репродукции. Очистка методом ультрафиолетового облучения сегодня считается одним из наиболее экологических технологий обеззараживания воды, который гарантирует высокое качество и хороший результат.



Классификация природных вод, как и любая другая классификация, призвана систематизировать имеющиеся знания. Ценность классификации возрастает, если выделенные классы (типы) имеют количественную определенность. Некоторые из приводимых ниже классификаций строго относятся к определенному виду водопользования, другие имеют в своей основе ту или иную характеристику процесса формирования природных вод,

Естественные источники водоснабжения подразделяют на поверхностные (реки, моря, водохранилища и озера) иподземные (грунтовые, артезианские, шахтные и другие воды).

Для водоснабжения населенных пунктов и большинства промышленных предприятий наиболее пригодными являются подземные (особенно артезианские и родниковые) слабоминерализованные воды. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения также используют ресурсы подземных вод, которые отвечают санитарно-гигиеническим требованиям.

К физическим показателям качества воды принадлежат

температура,

прозрачность или мутность,

цветность,

запах и вкус.

Температура воды . Зависит в первую очередь от происхождения вод. Воды подземных источников, в отличие от поверхностных, отличаются постоянством температуры.

Прозрачность и мутность воды . Природные воды, особенно поверхностные, редко бывают прозрачными из-за наличия в них взвешенных веществ, глины, песка, ила, органических остатков.В природных водах прозрачность определяется по опускаемому в воду белому диску, а в лабораторных условиях - посредством чтения специального шрифта через столб воды, налитой в стеклянный цилиндрический сосуд (шрифт Снеллена).

Прозрачность тесным образом связана с мутностью, т.е. с наличием взвешенных минеральных частиц.

Применительно к хозяйственно-питьевому водоснабжению иногда используется такое деление мутности:

малая- менее 50 мг/дм 3 ,

средняя - 50-250 мг/дм 3 ,

повышенная - 250-1000 мг/дм 3 ,

высокая - более 1000 мг/дм 3 .

Устраняется мутность путем отстаивания и фильтрования воды.

Цветность воды . Цветность воды устанавливается сравнением с платиново-кобальтовой шкалой; определяется содержанием в воде органических и неорганических веществ. Чистая вода при малом слое бесцветна, при большом слое имеет голубоватый оттенок. Все остальные оттенки цвета указывают на наличие примесей. Так, соли железа окрашивают воду в красноватый (ржавый) цвет, мелкие частицы песка и глины - в желтый. Гумусовые вещества (продукты распада травы, листьев, коры и пр.) придают воде окраску от желтоватой до коричневой.

По степени окрашенности различают следующие градусы цветности воды:

Почти лишенные окраски < 20°

Слабоокрашенные 20-30°

Средне окрашенные 40-50°

Интенсивно окрашенные 60-80°

Темно-окрашенные 100-200°

Исключительно темно-окрашенные >200°

Вкус и запах воды . Чистая вода не обладает каким-либо вкусом или привкусом. Придают ей вкус и привкус загрязнения. Схематически выделяют четыре вкуса воды:

Все остальные вкусовые ощущения квалифицируются как привкусы (рыбный, фенольный, нефтяной, хлорный и т. д.):

соленый вкус воде придают хлориды натрия (NaCl),

горьковатый - хлориды магния (MgCl2),

кислый - избыток кислот,

сладковатый - органические вещества.

Ощутимый вкус или привкус вода приобретает лишь при достижении определенной концентрации примеси - например, солей NaCl, MgC1 2 , Na 2 SO 4 и NaHCO 3 при концентрации 400- 500 мг/дм 3 , солей CaSO 4 и NaNO 3 при концентрации 100- 200 мг/дм 3 , соединений железа - 1-5 мг/дм 3 . Интенсивность привкуса так же, как и запаха, определяется по шестибалльной шкале.

Запах воды , так же как и вкус, предопределяется составом и концентрацией примесей и газов. Запахи бывают двух видов:

природного происхождения;

искусственного происхождения.

Причинами запахов природного происхождения является химический состав примесей воды, живые и отмершие организмы, гнилые растительные остатки, специфические органические соединения.

Интенсивность запаха и привкусов определяют по шестибальной шкале:

Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

	Интенсивность запаха или привкуса	Характеристика интенсивности запаха или привкуса
	Очень слабая Заметная Отчётливая Очень сильная	Отсутствие ощущения запаха или привкуса Запах или привкус, поддающиеся обнаружению лишь в лаборатории опытным аналитиком. Запах или привкус, не привлекающий внимание потребителя, но поддающийся обнаружению, если обратить на него внимание Запах или привкус, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде неодобрительно Запах или привкус, обращающий внимание и делающий воду неприятной для питья Запах или привкус настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Природные запахи описывают следующей терминологией:

Шкала оценки запахов

	Характер запаха	Приблизительный род запаха
	Ароматический	Огуречный, цветочный
	Болотний
	Гнилостный	Фекальный, стоковый
	Древесный	Мокрой стружки, коры
	Землистый	Прелый, свежевспаханной земли
	Плесневой	Затхлый, застойный
		Рыбьего жира, рыбный
	Сероводородный	Тухлых яиц
	Травяной	Скошенной травы, сена
	Неопределенный	Природного происхождения, который не подходит под предыдущие определения

Запахи искусственного происхождения, обусловленные примесями некоторых промышленных сточных вод, называют по веществам, вызвавшим появление запаха: фенольный, хлорфенольный, нефтяной, бензинный, хлорный, камфорный, фекальный, сероводородный, спиртовой, смолистый.

К химическим показателям качества воды относится

активная реакция (рН),

окисляемость,

наличие азотных соединений,

растворенные газы,

сухой остаток,

минерализация,

жесткость,

щелочность,

Активная реакция вод ы(водородный показатель, рН ) определяет степень кислотности или щелочности воды, что в практике водоподготовки имеет большое значение; рН позволяет правильно определить форму нахождения в природных водах углекислых и кремнекислых соединений, играет значительную роль при обработке воды. Для большинства природных вод рН колеблется в пределах 6,5-8,5 (табл.)

Классификация вод по величине рН

Большинство поверхностных вод суши имеют нейтральную или слабокислую реакцию (рН = 6,0-8,0). Четко выраженной кислой реакцией обладают болотные воды. В дистрофных озерах, бедных питательными солями, рН - 4-6. Напротив, в эвтрофных озерах, богатых солями и органикой, рН = 7-10.

Окисляемость воды . Среди компонентов естественных вод важную роль играют вещества, способные окисляться. Из-за большого количества определить их индивидуально достаточно тяжело. Поэтому, как правило, выполняют суммарную оценку их содержания путем определения окисляемости. Величина окисляемости выражается расходом окислителя или эквивалентного количества кислорода на окисление органических веществ в 1 л воды. Наименьшей окисляемостью (до 2 мг О/л) характеризуются артезианские воды. Окисляемость речной воды и воды водохранилищ колеблется в пределах 2-8 мг О/л. Повышенная окисляемость воды может свидетельствовать о загрязнении источника промышленными сточными водами.

Азотные соединения . Азотные соединения (ионы аммония, нитритные и нитратные ионы) образуются в воде, главным образом, в результате разложения мочевины и белковых соединений, которые попадают в нее со сточными хозяйственно-бытовыми водами, а также водами содовых, коксохимических, азотно-туковых и других заводов.

Присутствие в поверхностных водах ионов аммония связано как с природными процессами, так и с антропогенным влиянием. К природным процессам относится биохимическая деградация белковых веществ, характерная для периода отмирания фитопланктона. Значительное количество аммония может поступать с поверхностным стоком и атмосферными осадками. Высокие концентрации аммония характерны для бытовых стоковых вод и промстоков предприятий пищевой, лесохимической промышленности. Белковые вещества под действием микроорганизмов разлагаются, конечным продуктом при этом является аммиак. Поэтому его наличие вызывает подозрение, относительно загрязнения водного объекта сточными водами.

По наличию и количеству тех или иных соединений, которые содержат азот, можно судить о времени загрязнения воды. Повышенное содержание аммонийного и нитритного азота указывает на свежее загрязнение воды азотными соединениями, отсутствие аммонийного и нитритного азота, но наличиенитратного - о давности загрязнения.

Сухой остаток . Количество солей, которые содержатся в природных водах, может быть охарактеризовано величиной сухого остатка. Сухой остаток образуется при испарении определенного объема воды и состоитиз минеральных солей и нелетучих органических соединений . Органическая часть сухого остатка воды определяется величиной потерь при прокаливании.

Минерализация . Применительно к любому виду водоснабжения первейшее значение имеет вопрос о минерализации воды и составе главных ионов. Термин «минерализация» обычно используется для поверхностных пресных вод, а термин «соленость» - для солоноватых и соленых водоемов.

Характеристика природных вод

Согласно классификации О.А.Алехина поверхностные воды суши по степени минерализации (мг/дм 3) делятся на группы:

Очень малая <100

Малая 100-200

Средняя 200-500

Повышенная 500–1000

Высокая >1000

Большинство рек имеют малую и среднюю минерализацию воды.

гидрокарбонаты (НСО 3 -),

сульфаты (SO 4 2-),

хлориды {С1 -),

кальций (Са 2+), магний (Mg 2+),

натрий (Na +), калий (К +).

По их составу, а точнее, по преобладающему аниону, природные воды подразделяются на три класса

гидрокарбонатный (к нему относится большая часть слабоминерализованных вод суши),

хлоридный (характерен для высокоминерализованных вод внутренних морей, бессточных озер и рек полупустынной и пустынной зоны),

сульфатный (занимают промежуточное положение).

Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется на три группы:

кальциевую,

магниевую,

натриевую,

Жесткость воды предопределяется наличием в ней ионов кальция и магния.

По общей жесткости (ммоль/дм 3), т.е. суммарному содержанию катионов кальция и магния (Ca 2+ + Mg 2+), независимо от того, с какими анионами они связаны, природные воды различаются следующим образом:

Очень мягкие до 1,5

Мягкие 1,5 – 3,0

Средние 3,0 – 6,0

Жесткие 6,0 – 10,0

Очень жесткие более 10,0

Общая жесткость подразделяется на

карбонатную или временную жесткость , которая обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния,

некарбонатную или постоянную жесткость , которая обусловлена присутствием солей сильных кислот (сульфатов или хлоридов) кальция и магния.

Щелочность воды . Под общей щелочностью воды понимают сумму гидратов и солей слабых кислот (угольной, фосфорной, кремниевой, гуминовой и т.п.). В соответствии с этим выделяют щелочность бикарбонатную, карбонатную, гуминовую, гидратную.

Хлориды . Из-за большой растворимости хлоридных солей (NaСl - 360 г/л, MgСl – 545г/л) ионы хлора присутствуют почти во всех водах. Большое количество хлоридов в воде может быть обусловлено вымыванием хлоридных соединений из ближайших слоев, а также сбросом в воду промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. В проточных водоемах количество хлоридов небольшое – 20-30 мг/л. Хлориды, присутствующие в воде в большом количестве, при контакте с бетоном разрушают его в результате выщелачивания из извести растворимого хлорида кальция и гидроксида магния. Повышенное содержание хлоридов в воде снижает ее вкусовые качества.

Сульфаты часто встречаются в природных водах. Попадают они в воду, главным образом, при растворении осадочных пород, в состав которых входит гипс, а также в результате загрязнения промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Воды, которые содержат большое количество сульфатов, разрушают бетонные конструкции. Это объясняется образованием гипса в результате реакции между известью цемента и сульфатами воды, что приводит к увеличению объема и возникновению трещин.

Железо и марганец по своему содержанию в воде не превышают десятых долей миллиграмма на литр. Хотя даже в больших количествах они не являются вредными для здоровья, но своим присутствием делают воду непригодной для питья, промышленных и хозяйственных потребностей, поскольку при концентрациях железа выше 1 мг/л вода приобретает неприятный чернильный или железистый привкус. В результате окисления бикарбоната двухвалентного железа кислородом воздуха образуется гидроксид железа, который увеличивает мутность воды и повышает цветность. Наличие в воде железа и марганца содействует развитию в трубопроводах железистых и марганцевых бактерий, продукты жизнедеятельности которых могут забивать водопроводные трубы.

Растворенные газы . Из растворенных в воде газов наиболее важными для оценки ее качества является углекислота, кислород, сероводород, азот и метан. Углекислота, кислород и сероводород при определенных условиях придают воде коррозийные свойства по отношению к бетону и металлам.

Токсичные вещества попадают в воду в основном с промышленными сточными водами. К этой группе можно отнести свинец, цинк, медь, мышьяк, анилин, цианиды и много других. Несмотря на незначительную концентрацию их в воде (мкг/л), они могут наносить значительный вред здоровью человека.

Радиоактивные элементы , которые попадают в поверхностные и подземные воды, могут иметь природное и искусственное происхождение. Основными изотопами, которые предопределяют естественную радиоактивность вод, являются уран – 239, торий -232 и продукты их распада. Искусственную радиоактивность, в частности, после аварии на ЧАЭС в 1986 г., обуславливают такие изотопы, как стронций – 91, цезий-137. Допустимым пределом радиоактивности воды открытых водоемов при любых смесях радиоактивных веществ с неидентифицированным изотопным составом считаются 3·10 -11 Ки/л.

Тяжелые металлы . Тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Co, Pb, Mn, Hq, Ni, Se, Ag, Zn) относятся к группе микроэлементов, учитывая их низкие концентрации в природных водах. В природных водах тяжелые металлы встречаются в виде взвешенных веществ, коллоидов, в форме комплексов, образованных гуминовыми и другими органическими кислотами.

Тяжелые металлы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов. Эти соединения активно влияют на изменение интенсивности процессов обмена веществ в живых организмах. Именно из-за этого содержание тяжелых металлов в воде нормируется, ведь увеличение их концентраций может вызвать нарушение биологических процессов в живых организмах и провести к их заболеваниям, часто хроническим, а то и к гибели.

Свинец принадлежит к малораспространенным элементам. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде, в том числе в поверхностных водах, обусловлено его широким применением в промышленности. Наибольшим источником загрязнения поверхностных вод соединениями свинца являются сжигания угля и применения тетраэтилсвинца в моторном топливе, а также сточные воды.

Цинк. Основным источником поступления цинка в природные воды является минерал сфалерит (ZnS). Почти все соединения цинка хорошо растворимы в воде. Вследствие этого в отличие от меди и свинца цинк распространен в водах. В речных водах его концентрация колеблется от нескольких микрограммов до десятков иногда сотен микрограммов на литр.

Характерная особенность меди, находящейся в природных водах – способность сорбироваться высокодисперсными частицами грунтов и пород. Количество меди в водах лимитируется значениями рН. Медь становится неустойчивой и выпадает в осадок уже при рН = 5,3. Поэтому в водах, которые имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию, содержание меди небольшое (1-100 мкг/л). Важнейшими источниками поступления меди считаются горные породы, сточные воды химических и металлургических производств, шахтные воды, различные реагенты, которые содержат медь, а также сточные воды и поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий.

Никель содержится в природных водах в микрограмовых дозах. Важнейшим источником загрязнения никелем является сточные воды цехов никелирования, обогатительных фабрик. Большие выбросы никеля происходят при сжигании топлива, таким путем ежегодно в атмосферу попадает до70 тыс.т никеля. Подавляющая часть никеля переносится речными водами во взвешенном состоянии.

Благодаря меньшей миграционной способности и низкому содержанию в горных породах кобальт в природных водах оказывается реже, чем никель. Кобальт и его соединения попадают в природные воды при выщелачивании медно-колчеданных руд, экзогенных минералов и пород, из грунтов при разложении организмов и растений и тому подобное. Особенно опасным источником поступления кобальта является сточные воды металлургических, металлообрабатывающих, нефтеперерабатывающих, химических производств.

Стронций имеет низкие концентрации в природных водах, что объясняется низкой растворимостью его сернокислых соединений, которые считаются основным источником поступления стронция. Источником стронция в природных водах являются горные породы, наибольшее количество его содержат гипсоносные отложения. Другой, не менее важный источник поступления стронция (радиоактивных изотопов) в наше время антропогенный.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы) – вещества, способные адсорбироваться на поверхностях раздела фаз и снижать, вследствие этого, их поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В водные объекты СПАВы попадают с бытовыми и промышленными сточными водами. В поверхностных водах СПАВы находятся в растворенном и сорбированном состояниях, а также в поверхностной пленке воды. СПАВы влияют на физико-биологическое состояние водоема, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства – вкус, запах, и т.д. и находятся в нем на протяжении длительного времени, поскольку разлагаются медленно.

Фенолы в природных водах образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом окислении и трансформации органических веществ. Они являются одним из самых распространенных загрязняющих веществ, которые поступают в природные воды со сточными водами нефтеперерабатывающих, лесохимических, коксохимических, лакокрасочных, фармацевтических и других производств.

Нефтепродукты – смеси газообразных, жидких и твердых углеводородов различных классов, которые добываются из нефти и нефтяных сопутствующих газов. Нефтепродукты принадлежат к самым распространенным и опасным веществам, которые загрязняют природные воды.

Значительные количества нефтепродуктов попадают в природные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами промышленных предприятий, особенно нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, с хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Пестициды - это химические препараты, синтезированные соединения, которые используются в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней и вредителей с целью сохранения урожая сельскохозяйственных культур. Для большинства из них не существует токсикологического обоснования ПДК.

Значительную опасность для поверхностных и грунтовых вод составляют пестициды, которые вносятся в количествах от 1 до 10 кг/га, хорошо растворяются в воде (> 10-50 мг/л) и очень медленно разлагаются. К таким пестицидам принадлежит группа триазиновых пестицидов (атразин, симазин, тербутилазин), феноксикарбоновые кислоты и их производные (бентазон, бромазил, гексазинон).

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) содержат две или несколько соединенных между собой ароматических кольцевых системы.

ПАУ синтезируются во время процессов неполного сгорания как сопутствующие продукты и считаются возбудителями раковых заболеваний. Природными источниками ПАУ являются лесные пожары, вулканическая деятельность. Антропогенные источники – моторная техника (особенно с дизельными двигателями), коксовые батареи, системы отопления мазутом, сигареты.

Биологические показатели качества воды. В эту группу входят характеристики содержания в воде

растворенных органических веществ

микроорганизмов или бактерий .

Косвенными показателями концентрации органических веществ в воде обычно служит

биохимическое потребление кислорода (БПК);

химическое потребление кислорода (ХПК).

БПК – это то количество кислорода, необходимое микроорганизмам для усвоения органических веществ, находящихся в воде. Этот показатель характеризует только легкоокисляемую часть органических веществ, которая частично минерализуется микроорганизмами, а частично усваивается ими. Усвоение органических веществ происходит во времени, поэтому выделяют биохимическое потребление кислорода за 5 и 20 сут (БПК 5 и БПК 20). БПК 20 отождествляется с полным БПК (БПК 20 ~ БПК полн).

ХПК – это количество кислорода, необходимое для полного окисления всех органических веществ, присутствующих в воде (при условии образования СО 2 , Н 2 О, SО 2).

Очень малое <2

Среднее 5-10

Повышенное 10-20

Высокое 20-30

Очень высокое >30

Известно несколько тысяч видов бактерий: Все они делятся на два больших класса - сапрофитные (безвредные для человека, иногда даже полезные) и патогенные (болезнетворные). Выделить патогенные бактерии из всей массы микроорганизмов довольно трудно, поэтому при оценке качества воды большей частью ограничиваются

микробным числом (общая численность бактерий в 1 см 3 воды)

коли-индексом (количество кишечных палочек в 1 дм 3 воды)

коли-титр (объем воды в 1 см 3 , приходящийся на одну кишечную палочку).

Зависимость между ними: коли-индекс = 1000/коли-титр.

Санитарное состояние природных вод хозяйственно-питьевого водоснабжения:

Лабораторно-производственный контроль качества воды в местах водозабора проводят в пределах требований стандарта 2874-82 „Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». Перечень требований может дополнительно согласовываться с органами санитарно-эпидемиологической службы с учетом местных природных и санитарных условий.

На водопроводах с подземным источником водоснабжения анализ воды на протяжении первого года эксплуатации проводят не реже четырех раз (по сезонам года), в дальнейшем не реже одного раза в год в наиболее неблагоприятный период по результатам наблюдений первого года.

На водопроводах с поверхностным источником водоснабжения анализ воды в местах водозабора проводят не реже одного раза в месяц.

Требования к источнику водоснабжения и его выбор

Из имеющихся источников водоснабжения выбирают лишь те, для которых возможна организация зоны санитарной охраны и соблюдения соответствующего режима в границах ее поясов.

Вокруг каждого водозабора централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения создается зона санитарной охраны, включающая два или даже три пояса.

Для водозаборов из поверхностных источников первый пояс - это пояс строгого режима. Размеры пояса:

вверх по реке не менее 200 м,

вниз по реке и перпендикулярно берегу по суше не менее 100 м,

перпендикулярно берегу по воде вся река и полоса суши вдоль противоположного берега 50 м, если ширина реки в половодье менее 100 м, или 100 м, если ширина реки в половодье более 100 м.

В пределах 1-го пояса зоны санитарной охраны не разрешается постоянное проживание людей, все виды строительства, выпас и водопой скота, купание людей. Поверхностный сток отводится за пределы пояса; по внешнему контуру закладываются зеленые насаждения.

Второй пояс охватывает ту территорию, поверхностный сток с которой заметным образом влияет на качество воды в месте водозабора.

Для средних и больших рек обычно ширина пояса 50-60 км, для малых рек - весь водосбор, для озер и водохранилищ- 3-4 км от берега.

В пределах 2-го пояса вводятся ограничения на хозяйственное использование земли, в частности, не разрешается распыление удобрений и пестицидов с самолета, складирование отходов коммунального хозяйства.

Иногда выделяется еще третий пояс : его верхней границей служит изохрона добегания 3-5 сут. При средней скорости течения- 0,4 м/с (или 35 км/сут), это соответствует расстоянию 100-170 км, или площади водосбора 2000-5000 км 2 .

Для водозаборов из подземных источников границы первого пояса санитарной охраны устанавливаются на расстоянии 30 м от скважины при использовании незащищенных подземных вод и 50 м-недостаточно защищенных. Здесь вводятся те же ограничения, что и для водозаборов из поверхностных источников.

Второй пояс - ограниченного пользования. Внешняя граница его намечается таким образом, чтобы время продвижения патогенных микроорганизмов по водоносному пласту до водозабора было равно 200 сут для межпластовых вод и 400 сут для грунтовых вод. Если принять характерную для мелкопесчаных грунтов скорость течения подземных вод 10 м/сут, то это соответствует расстоянию 2-4 км. При указанном времени продвижения патогенные микроорганизмы полностью отмирают. В пределах второго пояса осуществляются такие предупредительные мероприятия, как засыпка неиспользуемых колодцев, тампонирование неработающих скважин, благоустройство населенных пунктов и т. д.

В отдельных случаях выделяется третий пояс санитарной охраны, если имеется опасность загрязнения подземных вод остро токсическими отходами промышленного производства.

В особой заботе нуждаются водохранилища , специально создаваемые как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения. Их лучше располагать в районах с неплотным населением. Рекреационное использование подобных водохранилищ строго регламентируется. По берегам создаются лесозащитные полосы.

Наилучшим источником хозяйственно-питьевого водоснабжения являются межпластовые артезианские воды. Они перекрыты водонепроницаемыми породами, что защищает их от прямого попадания загрязняющих веществ. Их температура и химический состав подвержены незначительным колебаниям, мутность невелика, бактерии почти отсутствуют. Все это благоприятно для человека и сводит к минимуму затраты на водоподготовку.

За артезианскими водами по степени предпочтительности следуют глубокие грунтовые воды, затем воды рек, сточных озер и водохранилищ, наконец, воды бессточных озер. Воды озер и водохранилищ, как правило, содержат больше органических веществ, чем речные воды. Кроме того, многие бессточные озера обладают высокой минерализацией воды.

В зависимости от качества воды и необходимой степени обработки для доведения ее к показателям Госстандарта подземные водные объекты , пригодные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, разделяют на три класса.

Подземные источники водоснабжения, вода в которых по всем показателями удовлетворяет требованиям Госстандарта 2874-82, относятся к 1-ому классу .

Вода из источников 2-го класса имеет отклонения по отдельными показателям от требований Госстандарта 2874-82, которые должны быть устранены аэрированием, фильтрованием, обеззараживанием.

К 3-му классу относятся источники, для доведения качества воды которых до требований Госстандарта 2874-82, кроме методов обработки, предусмотренных для воды из источников 2-го класса, применяют дополнительные методы (фильтрование с предшествующим отстаиванием, использованием реагентов и т.д.).

Показатели качества воды подземных источников водоснабжения

Поверхностные источники водоснабжения также делятся на три класса.

Чтобы получить воду, которая отвечает Госстандарту, воду из источников 1-го класса подвергают обеззараживанию, фильтрованию с коагулированием или без него.

Воду из источников 2-го класса следует коагулировать, отстаивать, фильтровать и обеззараживать, а при наличии фитопланктона - микрофильтровать.

Вода из источников 3-го класса , кроме обработки, предусмотренной для воды из источников 2-го класса для доведения к требованиям Госстандарта, подлежит дополнительному осветлению; применяются окислительные, сорбционные, а также более эффективные методы обеззараживания.