Железо: повышенное содержание железа в воде хозяйственно-питьевого водопровода влияет на вкус воды, может вызвать порчу белья и появление ржавых пятен на санитарно-техничексих приборах; содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л; препятствует использованию воды для некоторых производств (крашение тканей, производство кинопленки и т. д.); в некоторых случаях является причиной образования в водопроводных трубах железистых отложений.
Сульфаты и хлориды: обусловливают агрессивность воды по отношению к бетону на силикатном цементе.
Фториды: повышение их содержания обуславливает повышенную минерализацию воды, что препятствует ее использованию для питания паровых котлов и для некоторых производств (гидрометаллургическая переработка цветных металлов, синтетический каучук, капрон и др.); недостаток фтора в питьевой воде - менее 0,5 мг/л,- а также избыток его - более 1,5 мг/л - при длительном употреблении такой воды вызывают заболевание зубов.
Аммиак, нитраты, нитриты: наличие их служит сигналом о возможном загрязнении источника бытовыми сточными водами.
Кремнекислота: ее наличие препятствует использованию воды для питания котлов высокого давления (из-за отложения силикатной накипи на стенках котлов и лопатках турбин).
Свободная углекислота: может вызвать коррозию бетонных сооружений и водопроводных труб.
Растворенный кислород: усиливает коррозию металла котлов, теплообменной аппаратуры, теплосетей и водопроводных труб.
Сероводород: придает воде неприятный запах; вызывает коррозию труб и их зарастание в результате развития серобактерий.
Общее число бактерий: является общим показателем развития микрофлоры и микрофауны в воде; для воды питьевого качества допускается наличие не более 100 бактерий в 1 мл воды.
Кишечная палочка: является показателем загрязнения воды выделениями человека и животных; в воде питьевого качества допускается наличие не более 3 кишечных палочек в 1 литре воды.
Основные проблемы с водой
Как правило, вода, даже подающаяся централизовано из водопроводной сети, нуждается в улучшении своих потребительских качеств. Конечно, судить о качестве воды и о соответствии ее действующим санитарным нормам и правилам можно только по результатам полного химического и бактериологического анализов. Только так можно выяснить, какую проблему необходимо решать для конкретной воды.
Наиболее часто встречающиеся и наиболее серьезные проблемами с водой, с которыми приходится сталкиваться потребителю
- наличие нерастворенных механических частиц (песка, ржавчины, взвесей, коллоидных растворов), приводящих к засорению и абразивному износу труб и сантехнических приборов;
- наличие растворенных железа и марганца; при отстаивании или нагреве появляется желто-бурый оттенок; если в воде избыток железа - имеется характерный "железный" привкус;
- жесткость - наличие растворенных солей кальция и магния - солей жесткости, при нагревании переходящих в накипь; при высокой жесткости выпадает осадок и появляются белесые разводы на поверхности раковин, ванн и т.д.; если эти процессы происходят в трубах или в водонагревательных колонках, бойлерах, то нарушается процесс теплообмена;
- наличие неприятного привкуса, запаха и цветности, что может быть вызвано присутствием остаточного хлора, сероводорода, органических веществ;
- бактериологическая загрязненность, обусловленная присутствием бактерий; согласно действующему ГОСТу 2874-82 "Вода питьевая" в 1 миллилитре водопроводной воды допускается 100 безвредных для человека бактерий, из них только 3 кишечные палочки (непатогенные, т.е. не вызывающие у человека заболевания).
Возможны и другие проблемы, например, наличие в воде пестицидов, солей тяжелых металлов, радионуклидов и т.д. На сегодняшний день практически любую воду любого исходного качества можно довести до соответствия даже самым жестким нормативам, благодаря наличию на рынке различного оборудования. Такое оборудование различается и по принципу действия, и по мощности, и по конструкции.
За последние два-три десятилетия, вследствие целенаправленной стратегии, загрязнение природных вод патогенами и органическими веществами в развитых странах уменьшилось. Увеличилась концентрация растворенного кислорода и снизилась величина БПК. Были затрачены значительные усилия по снижению притока сточных вод, и вложены значительные средства в строительство очистных сооружений и модернизацию существующих, причем они выполняют не только первую и вторую стадии очистки (механическую и биологическую соответственно), но и во многих случаях третью, химико-биологическую, очищающую сточные воды от соединений фосфора и азота.
В Российской Федерации население в целом не обеспечено питьевой водой надлежащего качества вследствие неудовлетворительного состояния как источников воды (поверхностной и подземной), так и систем централизованного водоснабжения. Почти 30% исследуемых проб не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Речные воды России содержат штаммы холеры, тифа, дизентерии, вирусного гепатита и других болезней.
Загрязнение воды взаимосвязано с возникновением и распространением болезней. Около 80 % всех заболеваний в мире вызваны питьевой водой неудовлетворительного качества. В развивающихся странах 25 млн. чел. умирает каждый год вследствие воздействия патогенов и загрязненной питьевой воды. От диарреи умирает ежегодно 3 млн детей в возрасте до 5 лет. К 1990 г. более 1 миллиарда человек в мире не было обеспечено чистой питьевой водой и более 1,7 миллиарда не обеспечено канализацией.
Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения. К первой категории относятся, например, сбросы промышленных предприятий и очистных сооружений коммунальных стоков. Ко второй категории относятся, например, загрязнения, связанные с сельским хозяйством, такие как загрязнения вод продуктами распада удобрений и пестицидов. Стратегии управления точечным и рассеянным загрязнением весьма различны. В первом случае необходимо иметь дело с каждым источником, в то время как при рассеянном загрязнении необходимо осуществлять стратегию управления всем речным бассейном, а точнее говоря, стратегию управления состоянием ландшафтов бассейна, в особенности антропогенно трансформированных. В стратегиях по улучшению качества воды, как правило, начинают с точечного загрязнения, и по достижении определенных успехов за тем обращаются к регулированию рассеянного загрязнения. В России пока основное внимание, да и то недостаточное, уделяется контролю точечного загрязнения.
Несмотря на значительные успехи в строительстве систем питьевого водоснабжения и канализации в развивающихся странах, расширение этих систем не поспевает за ростом населения, и в особенности за увеличением численности населения крупных городов, и общий уровень загрязнения воды продолжает увеличиваться, превращая эту геоэкологическую проблему в одну из важнейших.
Любые методы управления качеством воды (У.к.в.) следует рассматривать как альтернативные к возможному снижению нагрузки водоема загрязняющими воду веществами в результате профилактических водоохранных мероприятий на водосборе водохранилища. Хотя успех таких мероприятий всегда проблематичен ввиду трудности организации подобных профилактических мероприятий из-за их масштабности и сложности финансирования, тем не менее, задавшись наиболее реальной величиной снижения внешней нагрузки водохранилища, полезно по модели оценить вероятное изменение режима рассматриваемых характеристик качества воды в водоеме и водозаборном его участке в годы и сезоны разной водности.
В мировой практике У.к.в. известны следующие методы: изменение графиков попусков основной водной массы в нижний бьеф гидроузла и сбросов загрязненных вод, аэрация воды, отвод гиполимниальных вод, осаждение фосфора, снижение концентрации биомассы фитопланктона или макрофитов, затенение водной поверхности, аэрация донных отложений либо их удаление или экранирование, дестратификация, устройство предводохранилищ. Выбрав из этих методов наиболее подходящие, выполняют имитационные расчеты по оценке их экологической и экономической эффективности в водохранилище в годы разной водности в сопоставлении с уже рассмотренными вариантами профилактических природоохранных мероприятий на его водосборе. На основании таких расчетов определяют оптимальный в экологическом отношении способ управления режимом заданных параметров качества воды в водохранилище, надежность обоснования которого соответствует современному уровню лимнологии.