top of page

Подземные воды

Подземные воды состоят из воды, которая просочилась в землю и находится под ее поверхностью. Происходит это так: когда идет дождь, часть воды попадает в водоемы, а часть - в почву. Какой-то процент воды из почвы поглощают растения, часть испаряется, ну а все остальное уходит в подземное пространство. 

Аналогичным образом пополняются подземные воды талым снегом и водой, которая может пробиваться со дна водоемов. Также порой случаются утечки из водоснабжающих систем - это тоже способствует пополнению подземных вод. 

Залегать подземные воды могут на разной глубине - это зависит от особенностей конкретного региона, погодных условий и не только. Подземные воды - не стоячие, они находятся в постоянном движении от высоких к низким уровням, пока не попадут в водоем или не будут извлечены человеком (например, из колодца). 



Как используются подземные воды

Главным образом подземные воды используются для питья, так как они имеют достаточно хороший химический состав. Чтобы добыть подземные воды, люди бурят скважины и колодцы, также к ним “подключаются” городские системы водоснабжения. Часто используют такую воду и в сельском хозяйстве: например, для полива и орошения полей. Более того, иногда это единственный источник воды в засушливых регионах.

Применяются подземные воды и в промышленности - для производства продукции, охлаждения оборудования и других технологических нужд. Например, в текстильной и бумажной промышленности. Иногда подземные воды используются для охлаждения электростанций, в том числе атомных.

Востребованность подземных вод ставит вопрос об их качестве - насколько вода из того или иного подземного источника пригодна для употребления. Чтобы оценить пригодность, необходимо провести расширенный химический анализ подземных вод перед их использованием.



Что такое химический анализ воды

Химические анализ воды представляет собой комплексное исследование состава водного раствора. Оно включает оценку следующих параметров: 

1)Органолептические - запах, цветность, привкус и так далее. Органолептические параметры связаны с оценкой внешних свойств воды, которые могут влиять на ее безопасность и пригодность для употребления. Качественная вода не должна иметь постороннего запаха, особенно неприятного или химического, также как и цвета - она должна быть абсолютно прозрачной, без взвеси. Что касается вкуса, хорошая питьевая вода должна быть безвкусной.

2)Физико-химические - окисляемость, жесткость, щелочность, минерализация. Окисляемость указывает на способность воды окисляться под воздействием кислорода, жесткость - это содержание солей кальция и магния, а щелочность - это кислотно-щелочной баланс воды. Что касается минерализации, это содержание минеральных солей в воде, таких как натрий, калий и другие.

3)Микробиологические - содержание живых микроорганизмов в воде, а именно различных бактерий и их спор. В идеале их быть не должно, но в природной воде часто содержатся микроорганизмы.

4)Химические - содержание примесей, таких как металлы, сложные органические соединения, ПАВ, следы нефтепродуктов.

5)Радиационные - выявление радионуклидов в воде, опаснейших для здоровья элементов.



Почему нужен химический анализ подземных вод

Многие люди считают: если вода природная, особенно подземная, в ее чистоте и безопасности для здоровья можно не сомневаться. К сожалению, это не так. Даже если визуально вода выглядит прозрачной, у нее нет посторонних запахов, это еще не говорит об идеальном составе. Видов загрязнений подземных вод огромное множество. Поэтому прежде чем начать использовать подземные воды из того или иного источника, нужно сделать химический анализ. 

Загрязнители подземных вод могут быть природными или антропогенными - последние преобладают. Природными загрязнителями служат, как правило, горные породы, которые выделяют в воду избыточное количество тех или иных веществ. Также попадание соленой воды в пресную может сделать подземные воды непригодными для питья. Антропогенных же источников намного больше: это и промышленное производство, и сельское хозяйство, и энергетическая деятельность, и просто повседневная жизнедеятельность людей. 

Также загрязнения подземных вод делятся на локальные и региональные - в зависимости от того, насколько они распространились. Если же говорить о типах загрязнителей, то выделяют микробные, химические, тепловые и радиоактивные. 

Химические загрязнения подземных вод

Самая популярная категория загрязнений, и устранить такие сложнее всего. При этом в водах появляются вещества, которых там быть не должно, либо же сильно повышается содержание ранее имевшихся компонентов. Это происходит в основном из-за промышленных отходов, канализаций и сельского хозяйства. Чаще всего под химическими загрязнителями подземных вод понимают тяжелые металлы, нитраты и нефть. 

Микробные загрязнения подземных вод

Нередко в подземных водах начинают размножаться патогенные микроорганизмы, вызывающие у людей заболевания. Большинство из них живут в таких условиях не очень долго, поэтому не вызывают масштабных эпидемий. Микробы берутся обычно из бытовых и сельскохозяйственных отходов, обитают они в поверхностном слое подземных вод. 



Тепловое загрязнение подземных вод

Такой вид загрязнения выражается в неестественном повышении температуры подземных вод. Это происходит из-за сброса перегретых сточных вод - промышленных и коммунальных. Помимо этого, температура подземных вод может расти из-за самовозгорания или химического разложения твердых отходов в местах их складирования. 

Чем плохо повышение температуры подземных вод? Это влечет за собой изменения их химического и газового состава, влияет на жизнедеятельность обитающих в них микробов.

Радиоактивное загрязнение подземных вод

Такое загрязнение происходит, когда в атмосферу и почву поступают радиоактивные элементы. Постепенно они распадаются и проникают в подземные воды. 

Как очистить подземные воды

Нередко бывает ситуация, что химический анализ подземных вод показал неудовлетворительные результаты. В таком случае необходимо подобрать оптимальный метод очистки - в зависимости от содержащихся в составе загрязнителей. В случае подземных вод таких методов немало, как промышленных, так и бытовых. 

Все способы очистки делятся на механические, физико-химические, химические, электрохимические и биохимические. Механические годятся для извлечения нерастворимых частиц крупных и средних размеров - такие могут засорять трубы и каналы. Это процеживание, пропускание через сита, отстаивание в песколовках, отстойниках и нефтеловушках. 

Физико-химические методы очистки:

  • Флотация - удаляет нерастворимые примеси, которые плохо отстаиваются. Подразумевает добавление в воду специальных веществ для осуществления химической реакции - коагулянтов. Может включать одновременное окисление воды при помощи, например, озона или инертных газов. 

  • Адсорбция - это очистка на твердых сорбентах. Подходит для загрязнителей, которые не способны разлагаться, а также для опасных ядов, таких как гербициды и пестициды.

  • Ионный обмен способен удалить из подземных вод металлы, мышьяк, фосфор, радиоактивные загрязнители. При этом определенные безвредные соединения обменивают свои ионы на ионы нежелательных веществ. 

  • Экстракция - очищает от фенолов, масел, органических кислот и не только. 

  • Ультрафильтрация – фильтрование воды через полупроницаемые мембраны под давлением. 

Химическая очистка подземных вод представляет собой скорее доочистку, один из этапов. Это: 

  • Нейтрализация - удаление кислот или щелочей, в результате чего pH воды становится нейтральным. 

  • Коагуляция – укрупнение дисперсных частиц и объединение их в агрегаты. Такой метод нужен, чтобы ускорить осаждение тонкодисперсных примесей и эмулированных веществ. Для подобной реакции в воду добавляют коагулянты - они образуют легко оседающие хлопья.

  • Флокуляция – агрегация взвешенных частиц, также под воздействием реагентов. 



Среди электрохимических методов очистки подземных вод есть анодное окисление, катодное восстановление, электрокоагуляция, электрофлотация и электродиолиз. Все эти процессы протекают на электродах, когда через подземные воды пропускается постоянный электрический ток.  

И наконец, биохимические методы. Они призваны удалять из воды ряд соединений органического и неорганического происхождения. Это возможно за счет того, что некоторые микроорганизмы используют загрязняющие вещества в пищу. Можно выделить аэробные и анаэробные методы биохимической очистки. В первом случае применяются микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде для выживания. Во втором -  те, которым кислород не нужен. 

Что касается очищения подземных вод в быту с питьевыми целями, например, из скважины или колодца, можно выделить: 

  • Механический фильтр - для удержания нерастворимых примесей. Это могут быть специальные сетки для грубой очистки.

  • Добавление окислителя - подойдет для устранения большого количества железа После окисления хлопья железа удаляются механическим фильтром. Подойдет окисление и против сероводорода, газа с неприятным гнилостным запахом.

  • Аэрация - также метод окисления, но без реагентов. В воду компрессором нагнетается воздух, из-за чего повышается содержание кислорода. 

  • Ионный обмен - вода проходит через фильтры с ионообменными смолами. Таким образом вода эффективно смягчается.

  • Обратный осмос - практически полное очищение воды ото всех примесей. Вот только и от полезных тоже, поэтому после нужно проводить минерализацию. 

  • Ультрафиолетовая стерилизация - обработка воды УФ-лампой, что убивает бактерии и вирусы.

bottom of page