Види джерел водопостачання та їх
Ще одна закономірність, яку слід зазначити при характеристиці самоочищення підземних вод, це підвищення забруднення води мікроорганізмами, органічними речовинами і токсичними домішками в міру зменшення глибини її залягання. Дана обставина обумовлена великим забрудненням поверхневих стоків і верхніх шарів грунту. При проникненні поверхневих вод через шар грунту відбуваються їх поступова фільтрація, адсорбція мікроорганізмів і органічних речовин на грунтових структурах, а потім окислення органічних залишків за участю аеробних мікроорганізмів. На заключному етапі мінералізації відбувається біохімічне окислення органічних азотистих сполук до солей амонію і далі за участю аеробних бактерій роду B.nitrosomonas і B.nitrobacter відповідно до нітритів і нітратів. Цей процес носить назву нітрифікації. Ефективність самоочищення води в грунті залежить від виду, структури і товщини грунту, її інсоляції, аерірованія, температури і ряду інших фізико-хімічних і мікробіологічних показників.
Найближче до поверхні землі знаходяться грунтові води. Вони формуються з поверхневих стоків і відображають органічний і мінеральний склад верхнього грунтового шару. Так, торф'янисті і болотисті грунту насичують воду органічними речовинами рослинного походження, а з чорноземних і солонцюватих ґрунтів в воду вимивається багато мінеральних речовин. Ґрунтова волога містить багато мікроорганізмів, в т.ч. і патогенних. Грунтові води неприйнятні як джерело водопостачання в зв'язку з високим мікробним, органічним і мінеральним забрудненням, але грають найважливішу роль в підтримці вологості ґрунту, нормальному функціонуванні ґрунтових біоценозів. Ці води використовуються рослинними і тваринними організмами.
Грунтові води, що знаходяться у вільному стані, під дією гравітаційних сил проникають до першого водотривкому шару. Відбувається їх фільтрація, і формуються грунтові води, що лежать на першому водонепроникному шарі земної кори. Одночасно відбувається горизонтальне переміщення грунтових вод відповідно до ухилом водотривкому шару, що додатково сприяє самоочищенню води. Ґрунтовим водам властива висока мінералізація, що відображає хімічний склад місцевого грунту. Вони практично не містять мікроорганізмів, мають низьку температуру і приємний смак. У деяких випадках при малій товщині шару грунту, а також при його механічному порушенні достатнього самоочищення грунтових вод не відбувається, і така вода непридатна для пиття. Однак в більшості випадків саме грунтові води служать джерелами водопостачання в сільській місцевості і при правильному устаткуванні шахтних колодязів цілком відповідають санітарним вимогам. У грунтовому шарі над першим водоносним горизонтом можуть перебувати елементи водотривкому шару у вигляді лінз. На них скупчуються вільні гравітаційні води. Це різновид грунтових вод - верховодка. Однак через недостатню товщини фільтруючого грунтового шару ці води, як правило, сильно забруднені органічними речовинами. Мікробіологічні, органічні та органолептичні характеристики не дозволяють використовувати ці води для господарсько-питного водопостачання.
Гідрогеологічне будова грунту в гірській і горбистій місцевості, а також при наявності ярів, русел річок має особливості. У зазначених випадках можливе природне порушення водотривких шарів і витікання підземних (ґрунтових і міжпластовому) вод у вигляді джерел і ключів. Вода таких джерел, як правило, доброякісна, але необхідне правильне санітарно-технічне обладнання (каптірованіе) джерел, що виключає біогенне забруднення води.
Середній пояс підземних вод розташований на глибині декількох сотень метрів. В окремих регіонах ці води можуть бути термальними, використовуються, в основному, з бальнеологічними цілями або в якості теплоносія для опалення житлових будинків. Нижня зона підземних вод залягає на глибині кількох кілометрів. Ці високомінералізовані води ізольовані від навколишнього середовища і мають стабільний хімічний склад. Контакт людини з цими водами відбувається при бурінні глибинних нафтових свердловин, коли води піднімаються на поверхню як супутній продукт. Води нижнього пояса використовуються в якості сировини для видобутку присутніх в них мінеральних речовин.
Перспективним і практично необмеженим джерелом води залишаються моря і океани. Однак морська вода в натуральному вигляді непридатна для пиття в зв'язку з високою засоленностью. Моря, як і інші поверхневі водойми, мають високий рівень мікробного і органічного забруднення, особливо в прибережній зоні.
Для цілей господарсько-питного водопостачання можуть використовуватися і атмосферні опади у вигляді дощу і снігу. Найчастіше таке застосування опади знаходять в посушливих південних районах, в арктичній зоні, а також в екстремальних ситуаціях. Дощові і снігові води м'які, маломінералізовані. Однак високий рівень забруднення атмосфери в сучасних умовах, особливо в промислових регіонах, дозволяє зробити висновок про великий забрудненні опадів розчинними токсичними речовинами, твердими аерозолями і мікроорганізмами.
Основні принципи вибору джерела господарсько-питного водопостачання.
санітарна надійність потенційного джерела
облік гідрогеологічних особливостей місцевості та джерел поповнення водойм
Існують показники, загальні для водойм всіх класів. Це сухий залишок (не більше 1000 мг / л), хлориди (не більше 350 мг / л), сульфати (не більше 500 мг / л) і ін. Хімічні речовини, концентрації яких не повинні перевищувати ГДК для води водойм. Це обумовлено тим, що стандартні методи підвищення якості води на очисних спорудах або взагалі не зменшують, або незначно знижують концентрації розчинених у воді хімічних речовин. Крім цього, вода вододжерел повинна бути безпечна в радіаційному відношенні (відповідати НРБ).
Залежно від якості води водних об'єктів, придатні для використання у вигляді джерел питного водопостачання (поверхневі і підземні), ділять на три класи (табл. 2).
Таблиця 2. Методи обробки води в залежності від її класу.
Характеристика якості води
Вода задовольняє вимогам СанПіН 2.1.4.1074-01
Обробка не вимагається
Є відхилення за окремими показниками
Аерування, фільтрація, знезараження
Є істотні відхилення
Аерування, відстоювання, коагуляція, фільтрація, знезараження
Слабке мікробне і органічне забруднення
Фільтрування з коагуляцією, знезараження
Коагулирование, відстоювання, фільтрація, знезараження
Сильне забруднення, що вимагає
додаткових методів обробки
Як і для 2-го класу з застосуванням додаткових методів (сорбційні методи освітлення, більш ефективні методи знезараження)
Безпека водозабору забезпечується комплексом адміністративних, санітарно-гігієнічних заходів, в першу чергу зонуванням території водозабору.
Зони санітарної охорони джерел водопостачання (ЗСО)
ЗСО джерела питного водопостачання - це спеціально виділена територія і акваторія, де встановлюються спеціальні режими господарської діяльності з метою охорони джерела і водопровідних споруд від забруднення ( «Зони санітарної охорони джерел водопостачання та водопроводів питного призначення» СанПіН 2.1.4.14110-02).
Спеціальний режим господарської діяльності в ЗСО поверхневих джерел спрямований на обмеження, а в ЗСО підземних - на виключення можливості забруднення або зниження якості води джерела в місці водозабору або зменшення їх дебіту. Відповідно до вимоги СанПіН «Зони санітарної охорони джерел водопостачання» ЗСО джерел питного водопостачання встановлюються в складі трьох поясів.
Перший пояс суворого режиму ЗСО для поверхневих вододжерел включає територію розташування водопроводів, майданчиків всіх водорозбірних споруд та водопроводящего каналу. Пояс ЗСО складається з водної частини і берегової.
У поясі суворого режиму водорозбірні очисні споруди водопроводу повинні бути захищені від навмисних і випадкових дій, в результаті яких може бути порушена їхня робота. На береговій частині пояса суворого режиму розміщують головні споруди водогону. Мінімальна видалення берегової межі першого поясу від урізу води становить 100 м. У залежності від особливостей джерела в межі водної частини першого поясу включається частина акваторії вгору за течією не менше 200 м, вниз - не менше 100 м. Захисні заходи в поясі суворого режиму спрямовані на недопущення спуску будь-яких стічних вод, в тому числі водного транспорту, а також купання, прання білизни, водопою худоби. Мінімальні розміри пояса суворого режиму підземного джерела водопостачання для свердловин безнапірних горизонтів повинні бути радіусом 50 м, для міжпластовому напірних (артезіанських) - 30 м. Територія першого поясу захищається, на неї не допускаються сторонні особи, заборонено будівництво об'єктів, які пов'язані з потребами водопроводу.
Призначення другого і третього поясів ЗСО (зона обмеження) по-різному для поверхневих і підземних джерел.
Основним завданням другого і третього поясів поверхневого джерела води є обмеження мікробного забруднення в створі водозабору до ступеня, необхідної ГОСТом «Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання» з урахуванням можливостей очисних споруд даного водопроводу.
У Росії розмір другого поясу ЗСО вгору за течією становить приблизно 30-60 км для річок середньої і великої потужності. На малих річках в ЗСО повинна включатися вся територія басейну. Нижче за течією річки межа другого поясу вододжерела повинна встановлюватися на відстані не менше 250 м від водозабору. Бічні межі другого поясу ЗСО поверхневих проточних і непроточних джерел визначається шириною від 500 м до 1000 м. Бічні межі третього пояса встановлюються в межах 3-5 км від урізу води. На непроточних водоймах кордону другого поясу по акваторії повинна бути видалена на всі боки від водозабору від 3 до 5 км. Третій пояс непротічних джерела по акваторії не організує.
Другий пояс ЗСО підземних вододжерел служить для захисту від мікробного забруднення. Цей пояс обмежений контуром, від якого час руху забрудненого потоку до водозабору (свердловини) має бути не менше часу, за яке патогенні бактерії і віруси втрачають життєздатність і вірулентність (допустимий час просування фронту мікробного забруднення для міжпластовому безнапірних джерел приймається рівним 400 діб, а для артезіанських - 200 діб). Третій пояс ЗСО підземних вододжерел захищає водозабір від хімічного забруднення.