Вопрос 51

Источники водоснабжения. Природные воды делят на атмосферные, поверхностные и подземные. Каждой группе присущи свои особенности, оказывающие существенное влияние на пригодность вод для удовлетворения тех или иных потребнос­тей людей. Качество воды в большой мере зависит не только от ее проис­хождения, но и от правильности способа добычи и доставки потребителям.

В связи с этим знать и соблюдать основные правила добычи и распре­деления воды совершенно необходимо для сохранения ее природных свойств.

Атмосферные воды. Основной особенностью атмосферной воды явля­ется малая степень минерализации. Однако она не свободна и от различ­ных примесей. При прохождении через толщу воздуха она растворяет, входящие в его состав элементы, захватывает пылевые частицы и другие аэрозоли, а также микроорганизмы.

Наибольшее содержание различных примесей в атмосферной воде наблюдается в засушливых и приморских районах, а также в зоне про­мышленных городов, воздушные бассейны которых обычно загрязнены как химическими веществами, так и микроорганизмами. В некоторых случаях атмосферная вода в таких городах содержит свыше 450 мг/л взвешенных и растворенных веществ. При этом основным ингредиентом, как правило, является ион серной кислоты (SO4).

В связи с использованием атомной энергии и испытаниями ядерного оружия в воде атмосферных осадков иногда содержатся радиоактивные вещества, количество которых может резко возрасти в военное время. Кроме того, к ним могут прибавиться боевые отравляющие вещества и патогенные микроорганизмы. На основании приведенных данных воду атмосферных осадков нельзя рассматривать как совершенно чистую. Ее использованию всегда должны предшествовать тщательное исследова­ние и, при необходимости, - соответствующая очистка.

Значительные количества атмосферных осадков можно собрать в зап­руды, устраиваемые в лощинах и оврагах. Качество воды в них, особен­но вскоре после дождя, обычно очень низкое, но затем довольно быстро происходит осаждение взвесей и осветление воды.

Небольшие количества воды в походных условиях можно собрать на водонепроницаемых полотнищах, брезенте, плащ-палатке и т.п. Упот­реблять ее для питья можно только после обеззараживания.

Поверхностные (наземные) воды. К поверхностным водам относятся воды океанов, морей, озер, рек, болот, ручьев, прудов и искусственных водохранилищ. Несмотря на принадлежность к одной группе, такие воды резко различаются между собой, особенно по солевому составу.

Океаны, моря и часть озер обычно имеют соленую воду. Реки, пруды, искусственные водохранилища, большинство озер, болот и ручьи содер­жат воду пресную. Они, как правило, и используются для целей водо­снабжения.

Основными источниками загрязнения поверхностных водоемов явля­ются хозяйственно-бытовые и ливневые воды. Последние, особенно во время дождей и в период паводков, несут в себе огромное количество всевозможных загрязнителей. К этому прибавляются загрязнения промыш­ленными сточными водами, которые содержат не только бактерии, но и вредные для здоровья химические вещества. Особенно сильно загрязня­ют воду технические стоки химических, нефтеперерабатывающих, ме­таллургических, кожевенных заводов, текстильных и целлюлозных фаб­рик, мясокомбинатов и других предприятий.

Качество воды в поверхностных водоемах определяется не только количеством загрязнений, поступающих из названных выше источников, но и способностью водоемов к самоочищению. Этот процесс включает в себя целый комплекс физико-химических и биологических явлений, спо­собствующих улучшению качества воды. К ним относятся простое раз­бавление, осаждение крупных взвешенных частиц и коагуляция мелких с последующим их осаждением, биологические процессы, обусловливаю­щие минерализацию органических веществ, межвидовая борьба организ­мов, населяющих водоемы, и, наконец бактерицидное действие солнеч­ных лучей.

Значение процесса самоочищения воды трудно переоценить. Отсут­ствие его сделало бы невозможным само существование жизни на Земле из-за прекращения круговорота биогенных элементов. Однако при суще­ствующих масштабах загрязнения многие реки и другие водоемы не в состоянии улучшить качество воды за счет самоочищения до такой степе­ни, чтобы она отвечала гигиеническим требованиям. В связи с этим вода подавляющего большинства поверхностных водоемов является ненадеж­ной с гигиенической точки зрения и нуждается в очистке.

Наиболее прогрессивен способ эксплуатации водоисточников и снаб­жения населения водой, когда забор ее для централизованного водоснаб­жения осуществляется через специальные водозаборные устройства раз­личных типов. Вода из них подается насосами первого подъема на очист­ные сооружения, которые состоят из камеры реакций, отстойников, филь­тров, резервуара чистой воды и насосов второго подъема, подающих воду в водонапорный резервуар или непосредственно в городскую водопро­водную сеть (рис. 3.1).

Наиболее рационально забирать воду в полевых условиях из откры­того водоема с использованием насоса. В этом случае исключается вся­кий контакт человека, забирающего воду, с водоисточником, вероятность загрязнения которого вследствие этого уменьшается.

Забор воды из поверхностных водоисточников производят иногда при помощи устраиваемых на берегу фильтрационных колодцев или тран­шей. Они располагаются на расстоянии нескольких метров от берега в зависимости от фильтрующей способности почвы и грунта. В некоторых случаях их соединяют с рекой фильтрующими траншеями, заполненными гравием и песком. Это способ заслуживает положительной оценки, по­скольку благодаря фильтрации через грунт или специальные материалы, уложенные в траншею, качество воды улучшается за счет уменьшения мутности и количества микроорганизмов.

Подземные воды. Подземные воды пропитывают толщу земной коры примерно до глубины 13-14 км, заполняя поры, трещины и пустоты в виде тонких пленок, капель, струй и даже потоков.

Характерными особенностями залегания подземных вод являются тес­ный контакт с почвой и породами земной коры, послойное расположение водоносных слоев, разделенных водонепроницаемыми пластами породы, малая связь с атмосферой (слабое аэрирование), медленное течение био­логических процессов и бедность форм жизни, нахождение в условиях повышенной температуры и давления, особенно в нижних зонах.

Подземные воды чаще всего бывают доброкачественными. Распола­гаясь на различной глубине, они в отличие от поверхностных вод имеют более стабильный состав, содержат больше веществ, полезных для орга­низма человека (кальций, йод, фтор и т.п.), меньше загрязняются различ­ного рода нечистотами, микроорганизмами, а в военное время - сред­ствами массового поражения. В связи с этим для целей водоснабжения, особенно в полевых условиях, следует использовать в первую очередь подземные воды.

Однако вода даже глубоких водоносных горизонтов может иногда загрязняться нечистотами и быть опасной в эпидемическом отношении. Такая опасность возникает при интенсивном загрязнении почвы и грунта и недостаточной мощности фильтрующего слоя пород.

Грунтовые воды залегают на первом водоупорном слое. Образуются они в результате фильтрации через почву и грунт атмосферных и поверх­ностных вод. Почвы крупных населенных пунктов нередко бывают заг­рязнены органическими веществами животного происхождения, а также микробами и соответственно загрязняют ими и воду. В дальнейшем по­чвенная вода фильтруется через грунт, оставляя в нем некоторые раство­ренные вещества и приобретая новые, свойственные составу пород, че­рез которые она проходит. В частности, она постепенно освобождается от органических веществ, микроорганизмов и коллоидных частиц и обо­гащается минеральными веществами.

Важнейшими особенностями грунтовой воды является совпадение обла­сти накопления с областью питания, отсутствие напора, значительные коле­бания во времени уровней физических свойств, химического состава и бак­териальной обсемененности, доступность поверхностным загрязнениям.

При достаточной глубине залегания первого водоупорного слоя и при хорошей фильтрующей способности пород грунтовая вода освобождается от большинства нежелательных свойств и при правильной организации добычи может удовлетворять основным гигиеническим требованиям. Наиболее надежными с гигиенической точки зрения являются более глубокие межпластовые воды. Залегают они в водопроницаемых поро­дах ниже первого слоя, образуя несколько горизонтов, перекрытых сверху и подстилаемых снизу водоупорными слоями. Характерной особеннос­тью формирования межпластовых вод является несовпадение области их питания с областью накопления. Питание их происходит за счет фильтра­ции атмосферных вод и вод поверхностных водоемов через водопроница­емые слои, выклинивающиеся на поверхность или в ложе рек, озер, болот и других водоисточников за десятки и сотни километров от места накоп­ления. Добыча подземных вод осуществляется через естественные ее вы­ходы или искусственные отверстия в почве и грунте. Естественные выхо­ды, через которые вода попадает на поверхность, носят название родни­ков или ключей.

Признаком надежности защиты родниковой воды от поверхностных загрязнений является постоянство дебита, химического состава, физичес­ких и органолептических свойств, сохраняющихся во все сезоны года и при разной погоде. Заметные изменения дебита родника, появление мути, уменьшение содержания солей после дождя или в весеннее половодье сви­детельствует о поверхностном его питании и ненадежной защите от по­чвенных загрязнений.

Добыча подземных вод через искусственные отверстия в грунте рас­пространена более широко. Они делаются в виде четырехугольных или круглых шахт диаметром 1 -1,5 м и глубиной от 5-6 до 40-50 м или в виде буровых скважин, иногда достигающих глубины более сотни метров.

Шахтные колодцы являются наиболее распространенным типом водоисточников, особенно в сельских местностях и небольших городах