КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Проблемы водоснабжения России»
Оглавление
Введение
Глава I Литературный обзор
1.1 Основные типы вод
1.2 Формирование химического состава подземных вод
1.1.1 Миграция элементов в подземных водах
1.1.2 Влияние газового состава воды на миграцию элементов
1.3 Водные ресурсы и водный баланс Кавказа
1.4 Влияние химического состава воды на здоровье населения
1.5 Эпидемиологическая оценка воды
1.6 Гигиенические нормативы качества питьевой воды
1.7 Гигиенические требования питьевой воды
1.8 Гигиеническая оценка источников и систем водоснабжения
Глава II Экспериментальная часть
2.1 Организация контроля за качеством воды централизованных
систем питьевого водоснабжения
2.2 Методы определения показателей качества питьевой воды
2.2.1Метод определения содержания вкуса, запаха, цветности
и мутности
2.2.2 Метод определения общей жесткости
2.2.3 Метод определения содержания сухого остатка
2.2.4 Метод определения общего железа
2.2.5 Метод определения содержания нитратов
2.2.6 Методика определения массовой концентрации сероводорода
и сульфидов в водах
2.2.7 Методы определения массовой концентрации фторидов
2.2.8 Определение йода в воде
2.3 Метрологическое обеспечение лабораторных исследований
Глава III Обсуждение результатов
Выводы
Литература
Состояние водоснабжения населения России по оценке, Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает показателям примерно в 22 %. Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников, которая в 31,6 % случаев не отвечает требованиям. В целом около 50 % населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.
В нашей республике так остро не ощущается нехватка воды, как в других регионах России, но проблема качества питьевой воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ и НД, остается сложной.
Из этого вытекает актуальность выбранной темы – исследование качества питьевой воды в г. Нальчике.
Исходя из этого, целью данной работы является оценка состояния источников питьевой воды в г. Нальчике.
1.1 Основные типы вод
Исключительно большое разнообразие качественного и количественного химического состава природных вод вынуждает искать пути их систематизации. Все разнообразие природных вод можно разделить на следующие основные группы: поверхностные, подземные, атмосферные осадки.
К поверхностным принадлежат воды открытых водоемов: океанов, морей, озер, рек, водохранилищ каналов и пр. Их состав определяется геоморфологическими факторами (рельеф, формат почвенно-геологическими условиями), условиями питания, климатическими факторами, а также хозяйственной деятельностью человека.
К подземным водам относятся: грунтовые, межпластовые, артезианские, трещинные, карстовые.
Состав подземных вод в основном определяется условиями их образования.
К природным водам относятся атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега. Эти воды наполняют запасы поверхностных и подземных вод, а также могут аккумулироваться в искусственных сборниках или естественных резервуарах, которые используются в качестве источников водоснабжения. Состав этих вод определяется чистотой атмосферы, количеством выпадающих осадков и условиями, сопутствующими их выпадению, гидрологическими свойствами грунтов бассейна сбора воды, и, наконец, способом ее сбора, накопления и хранения. [1]
Классификаций вод по химическому составу было предложено немало. Основной для систематизации в существующих классификациях являлись самые различные признаки:
· величина минерализации,
· преобладающий компонент или их группа,
· наличие повышенных количеств каких либо специфических компонентов газового (СО2, Н2S и др.) или солевого состава,
· соотношения между величинами концентрации разных ионов.
· Классификация по величине минерализации
· пресные – до 1 г/кг
· солоноватые – 1 – 25 г/кг
· с морской соленостью – 25 – 50 г/кг
· рассолы – выше 50 г/кг
· Классификация С. А. Щукарева основана на делении вод по 6 главным ионам, присутствующим в воде в количестве, большем, чем 12,5% экв. Такими могут быть только: Nа·, Мg··, Са··, Сl´; SO4´´ и НСО3´.
· Классификация О. А. Алекина сочетает принцип деления по преобладающим анионам и катионам с делением по количественному соотношению между ними [2].
· Все природные воды делятся сначала по преобладающему аниону на 3 класса:
· гидрокарбонатные и карбонатные (НСО3´ + СО3´´)
· сульфатные (SO4´´)
· хлоридные (Сl´).
· Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется далее на 3 группы:
· кальциевую
· магниевую и
· натриевую.
Каждая группа в свою очередь подразделяется на 4 типа вод, определяемых соотношением между ионами в эквивалентах.
1. НСО3´ > Са·· + Мg··
1. НСО3´ < Са·· + Мg·· < НСО3´ + SO4´´
2. НСО3´ + SO4´´< Са·· + Мg·· или Сl´ < На
3. НСО3´ = 0
Классификация В.А. Александрова служит для характеристики лечебных вод. Воды по этой классификации подразделяются на 5 классов по аниону, превышающему 12,5% - экв, (гидрокарбонатный, сульфатный, хлоридный и нитратный, смешанный) каждый из которых делится по преобладающим катионам.
Кроме этих 5 классов различающихся по ионному составу, предусматривается одновременное разделение вод по их особым свойствам.
А) Воды с активными ионами:
- железистые (Fe >10мг/л)
- мышьяковистые (As >1мг/л)
- иодно-бромистые (Вr >25мг/л, I >10мг/л)
- с другими активными ионами (F, B, Li, CO и др.)
Б) Газовые воды:
- углекислые (СО2>0,75мг/л)
- сероводородные (H2S>10мг/л)
- радоновые (Rn >10ед. максимальное)
- другие (азотные, метановые и др.).
В) Термальные воды:
- теплые (t = 20÷37°)
- горячие (t > 37°)
Примером классификации, сочетающей окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства воды с ее ионным составом может служить геохимическая классификация А.П. Павлова и В.Н. Шемякина [3].
Подземные воды находятся в литосфере, где общий объем их оценивается в 23,4 млн.км3. Воды имеют неодинаковую подвижность и происхождение. С учетом источников питания, динамики и условий формирования химического состава выделяют следующие генетические типы подземных вод:
- воды инфильтрационно-атмосферного генезиса,
- седиментационного генезиса,
- ювенильные,
- смешанные.
Проблема формирования химического состава подземных вод является сложной.
Воды инфильтрационно-атмосферного генезиса
Можно выделить три разновидности атмосферного цикла:
океан → атмосфера → океан
суша → атмосфере → суша
океан → атмосфера → суша → атмосфера → океан.
Последний вид водообмена является наиболее важным и сложным, его возможность довольно долго дискутировалась в метеорологии [4].
Атмосферный цикл очень непродолжителен, его время измеряется сутками. Круговорот водяного пара в атмосфере в среднем составляет 0,027 года.
Среднее содержание растворенных веществ в атмосферных осадках невелико – 21мг/л. Однако многократность атмосферного цикла в течение года обусловливает довольно интенсивный обмен не только между океаном и атмосферой, сушей и атмосферой, но и между сушей и океаном [5].
Источником питания их служат атмосферные осадки, поверхностные воды и воды, образующиеся при конденсации водяных паров; основным источником вещества являются горные породы, газы воздушного и биохимического происхождения.
Химический состав подземных вод формируется под воздействием агрессивных компонентов (СО2, Н+, О2) на горные породы. В результате растворения, обменных реакций, а также диффузионного выщелачивания из пород извлекаются различные элементы и их соединения. Живые организмы при этом участвуют как в разрушении горных пород и их растворении, так и в преобразовании химического состава воды.
Воды сульфатного типа приурочены к осадочным, магматическим и метаморфическим породам различного литолого-петрографического состава и генезиса.
Система NaCl – MgSO4 – Na2SO4 – H2O, характеризующая воды сульфатно-натриевого подтипа, формируется при наличии в породах гипса как первичного, так и вторичного происхождения.
Первичный гипс в осадочных толщах, накопившихся в морях повышенной солености, обычно залегает в виде пластов, прослоев, гнезд, рассеянных кристаллов и т.д., а в подверженных выветриванию соленосных отложениях образует “гипсовую шляпу”.
Вторичный гипс известен в зоне гипергенеза в осадочных толщах, отвечающих морям нормальной или пониженной солености, а также в магматических и метаморфических породах. Рассеянные в породах сульфиды, среди которых наиболее часто встречается пирит, разлагаются с образованием гипса.
Воды хлоридно-магниевого подтипа сульфатного типа, характеризующиеся системой NaCl – MgSO4 –MgCl2 – H2O, распространены сравнительно редко и изучены недостаточно. Наиболее хорошо они исследованы в областях, где воды в основном являются грунтовыми и генезис их связан с выщелачиванием или молодых морских отложений, или континентальных пород различного возраста с последующим воздействием на воды процессов испарительной концентрации.
Воды карбонатного (содового) типа формируются в верхнем гидродинамическом этаже при отсутствии в геологическом разрезе гипсоносных (и соленосных) отложений. Карбонатный тип определяется системой NaCl – NaHCO3(Na2CO3) – Na2SO4 –H2O.
Воды карбонатного типа нередко занимают весь верхний гидродинамический этаж и известны в нижнем этаже. Среди них различают:
1. Неуглекислые карбонатные воды, наиболее характерные для верхнего этажа. Минерализация их обычно не выше 10, чаще 3 – 5 г/л; углекислота находится преимущественно в количестве, отвечающем карбонатному равновесию в растворе и образуется биохимическим путем.
2. Углекислые карбонатные воды, сложного генезиса типичные в основном для нижнего гидродинамического этажа. Минерализация их может достигать 50 – 60 г/л, содержание углекислоты обычно намного превышает равновесную концентрацию, необходимую для поддержания карбонатов щелочных земель в растворенном состоянии, углекислота имеет метаморфическое происхождение.
Воды инфильтрационно-атмосферного генезиса формируются в условиях окислительной, промежуточной или восстановительной обстановок, что зависит от положения их в гидрогеологическом разрезе.
Воды седиментационного генезиса. Источником вещества этих вод служат главным образом морские воды, “захороняющиеся” в бассейнах седиментации, а также газы биохимического, метаморфического и радиогенного происхождения. По химическому типу они хлоридно-кальциевые (значительно реже хлоридно-магниевые) и характеризуются системой NaCl –MgCl2 –CaCl2 – H2O. От морской воды любой степени ее сгущения они отличаются присутствием CaCl2 и резко пониженной концентрацией сульфатов. Минерализация их различна, но чаще всего превышает 35г/л, в отдельных случаях достигает 500 – 600 г/л и более.
В развитии подземных вод седиментационного генезиса выделяют два этапа: в поверхностном водоеме – на стадии выпадения осадка и в подземных условиях – после образования осадка и превращения его в горную породу.
На первом этапе, химический состав морской воды существенно не изменяется. Соленость их может колебаться в широком интервале.
На втором этапе происходит диагенетические преобразования морских вод, наиболее интенсивные на стадии раннего диагенеза.
Процессы, ведущие к образованию из илов горных пород, называются диагенезом. При диагенезе иловая вода превращается в поровый раствор.
На стадии раннего диагенеза за счет взаимодействия твердой фазы илов с иловым раствором происходят сложные изменения затрагивающие обе фазы. Изменения связаны а) с биохимическими процессами, идущими при участии живых организмов и орг